专利名称：光电定向实验仪的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种光电定向实验仪，该实验仪用于演示用光学系统来测定目标的方位，用于演示光电制导、光电准直和光电自动跟踪等实验。
背景技术：
目前在光电探测系统中广为使用的多元非成像光电探测器多为四象限光电探测器件。四象限光电探测器是把四个性能完全相同的光电二极管按照直角坐标要求排列而成的光电探测器件，目标光信号经光学系统后在四象限光电探测器上成像。由于器件是象限化的，因此当被测物体的光辐射到四象限探测器的各个象限的辐射通量相等时，则各个象限输出的光电流相等，光斑位于四象限探测器的中心。而当目标发生偏移时，由于象限间辐射通量的变化，引起各个象限的输出光电流的变化，由此可测出物体的方位，从而起到跟踪、制导的作用。
发明内容
本实用新型的目的是为了设计一种光电定向实验仪，能够演示光电制导、光电准直和光电自动跟踪等实验，了解四象限探测器的性能及观察它接收到的信号。
本实用新型的技术方案本实用新型的光电定向实验仪，包括激光器及其激光器控制电路和光探测器及其控制电路，激光器和光探测器分别安装在二维平移可调支架上，两个二维平移可调支架下端的滑块置于同一导轨上，导轨固定在台面上，激光器和探测器相对放置，光探测器的控制电路的输出端是串行接口电路作为实验仪的输出端。
所述的光电定向实验仪，激光器控制单元包括信号发生电路和激光器驱动电路，信号发生电路的输出和激光器驱动电路的输入端连接，激光器的驱动电路的输出端与激光器连接。
所述的光电定向实验仪，探测器的输出与前置放大器输入端连接，前置放大器的输出端与展宽电路输入端连接，展宽电路的输出端与A/D转换电路连接，A/D转换电路的输出与单片机连接，单片机输出与串行接口电路连接。
所述的光电定向实验仪，光探测器安装的二维平移可调支架由步进电机驱动，步进电机与光探测器控制电路连接。
所述的光电定向实验仪，光探测器采用四象限探测器。
本实用新型的优点是结构紧凑，计算机与单片机结合，对光斑的跟踪实时准确。
图1是实验仪总体结构示意图；图2是安装激光器的二维平移可调支架结构示意图；图3是安置光探测器的二维平移可调支架结构示意图；图4是激光器控制电路示意图；图5是光探测器控制电路示意图；图6是单片机程序软件流程图。
具体实施方式
以650nm激光器作为光源发出光信号，四象限探测器作为探测器将光信号转换为电信号，用A/D转换芯片将模拟信号转换数字信号送给单片机，单片机和计算机对数据进行处理，实时显示光斑位置，并通过计算机与单片机通信，控制步进电机的移动达到准直的目的。
如图1本实用新型光电定向实验仪包含激光器及其激光器控制电路和光探测器及其控制电路，激光器5和光探测器7分别安装在二维平移可调支架上4和8上，两个二维平移可调支架下端的滑块置于同一导轨2上，导轨2固定在台面1上，激光器5和光探测器7相对放置，光探测器的控制电路10的输出端是串行接口电路作为装置的输出端。
如图4激光器控制电路9包括信号发生电路和激光器驱动电路，信号发生电路的输出和激光器驱动电路的输入端连接，激光器的驱动电路的输出端与激光器5连接。激光器控制电路给650nm半导体激光器提供了合适的驱动信号，让它发出了足够强的脉冲激光。信号发生器产生的脉冲信号频率和幅度均可以调节。
如图5光探测器控制电路10给四象限探测器提供合适的工作条件，将光信号转换为电信号，并且经过四个同样的前置放大器将光电转换后的四路电信号进行放大以便于测量，光探测器7的输出与前置放大器输入端连接，前置放大器的输出端与展宽电路输入端连接，展宽电路的输出端与A/D转换电路连接，A/D转换电路的输出与单片机连接，单片机与串行接口电路连接。
光探测器安装的二维平移可调支架由步进电机驱动。步进电机与光探测器控制电路连接。
图2是安装激光器的二维平移可调支架结构激光器5安装筒6-5内，安装筒6-5固定在二维平移可调支架6的前后滑块6-3上，前后滑块6-3与上下滑块6-1滑动连接，上下滑块6-1与二维平移可调支架6的底台6-7滑动连接，调节螺栓6-2和6-4可以使激光器发射光源在竖直和前后水平两个方向进行调节，同时二维平移可调支架下端的滑块3置于导轨2上，二维平移台可以在台面1上沿导轨方向左右滑动，所以激光器可以实现三维即XYZ三个方向的移动；由于激光器发光的发射角较大，而探测器的光敏面较小，由此通过激光器镜头6-8的作用，使出射光可以进行光斑大小的调节，实验过程中光斑面积要比探测器光敏面小。信号连接线6-6的作用是连接激光器与电路板上激光器的驱动信号。4是支撑杆。
图3是安置光探测器的二维平移可调支架结构主要由步进电机4-1、精密滚珠丝杆4-3、联轴器4-2、螺母4-4以及二维工作台4组成，四象限探测器7安装在上下移动的平移台4-5上，上下移动的平移台4-5加载到可前后移动的前后平移台4-6上组成二维电控平移台，通过控制步进电机的正转、反转来控制平移台的前后及上下移动，从而带动探测器前后上下移动。同时二维平移可调支架下端置于导轨2上。
整个实验仪包括激光器发射装置，探测器接收装置都放置在实验箱中。装置的串口通信接口与计算机相连就可以作实验。
我们用脉冲电源来驱动激光器5发光，然后由光探测器7将四个象限接收到的四路信号进行放大，观察放大信号，然后再通过展宽电路后观察展宽信号。为了更加直观的显示四路信号的强弱，将四路展宽后的信号经过A/D转换电路转换后，由单片机进行数据采集，将采集到的数据送入计算机，在电脑上直观的显示。计算机除了对四个象限光强电压显示以外，根据四象限探测器的性能以及整体装置的性能计算出光斑中心的坐标并根据光斑中心坐标对光斑进行实时跟踪显示。
图4是单片机的软件程序流程图定位的实现进行实验时，先使激光器的光斑照射在四象限探测器的光敏面内，然后通过手动调节激光器的位置来使光斑的位置发生改变，从而引起四象限探测器各象限接收信号的改变，对信号的改变量进行分析处理，计算位置偏移量，在计算机模拟光斑位置改变并且用动态的图形显示出来，同时在单片机上点亮一个LED来显示哪个象限接收的光照最强；上述过程即为定位的实现。
跟踪的实现跟踪是指计算机发送指令和数据信息给单片机，单片机根据这些信息来驱动步进电机，从而控制四象限探测器的移动，让四象限探测器光敏面中心与光斑中心重合。计算机界面上圆斑也就正好出现在正中间，通过此过程来演示准直。
单片机进行数据采集并进行处理，.定性的显示光斑位置并接收计算机发送的指令；计算机接收单片机传递的数据，分别用数值和图形的方式显示单片机采集的电信号强弱，图形方式是在田字格中显示光斑的位置先用A/D转换器将四路模拟信号转换为数字信号送入单片机，单片机再对数值进行处理并通过串行口将数据发送到计算机。
本实用新型的光电定向实验仪，还可以将前置放大器输出的电信号以及展宽电路输出的电信号作为信号测试装置(如示波器)的输入端，进行幅度、频率与脉宽的测量，进行四路信号的比较。
权利要求1.一种光电定向实验仪，包括激光器及其激光器控制电路和光探测器及其控制电路，其特征在于激光器和光探测器分别安装在二维平移可调支架上，两个二维平移可调支架下端的滑块置于同一导轨上，导轨固定在台面上，激光器和探测器相对放置，光探测器的控制电路的输出端是串行接口电路作为实验仪的输出端。
2.根据权利要求1所述的光电定向实验仪，其特征在于激光器控制单元包括信号发生电路和激光器驱动电路，信号发生电路的输出和激光器驱动电路的输入端连接，激光器的驱动电路的输出端与激光器连接。
3.根据权利要求1或2所述的光电定向实验仪，其特征在于探测器的输出与前置放大器输入端连接，前置放大器的输出端与展宽电路输入端连接，展宽电路的输出端与A/D转换电路连接，A/D转换电路的输出与单片机连接，单片机输出与串行接口电路连接。
4.根据权利要求1或2所述的光电定向实验仪，其特征在于光探测器安装的二维平移可调支架由步进电机驱动，步进电机与光探测器控制电路连接。
5.根据权利要求1或2所述的光电定向实验仪，其特征在于光探测器采用四象限探测器。
专利摘要本实用新型提供一种光电定向实验仪，包括激光器及其激光器控制电路和光探测器及其控制电路，激光器和光探测器分别安装在二维平移可调支架上，两个二维平移可调支架下端的滑块置于同一导轨上，导轨固定在台面上，激光器和探测器相对放置，光探测器的控制电路的输出端是串行接口电路作为实验仪的输出端。激光器控制单元包括信号发生电路和激光器驱动电路，激光器的驱动电路的输出端与激光器连接。探测器的输出与前置放大器输入端连接，前置放大器的输出端与展宽电路输入端连接，展宽电路的输出端与A/D转换电路连接，A/D转换电路的输出与单片机连接，单片机输出与串行接口电路连接。光探测器的二维平移可调支架由步进电机驱动。
文档编号G09B23/22GK2935330SQ20062009710
公开日2007年8月15日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者邓标华, 巴永光, 马玲, 程勇 申请人:湖北众友科技实业股份有限公司