【正文】 現(xiàn)使紅外熱成像技術(shù)逐步進(jìn)入輕武器瞄準(zhǔn)具領(lǐng)域。多元探測(cè)器和凝視型焦平面陣列二代、三代紅外探測(cè)器的發(fā)展大大改善了熱成像系統(tǒng)的性能，其中響應(yīng)在35181。一代熱像儀以使用制冷型碲鎘汞探測(cè)器為標(biāo)志，采用二維光機(jī)掃描，可實(shí)現(xiàn)812181。到了20世紀(jì)80年代，美國(guó)又研制出半導(dǎo)體近紅外+紅外激光指示瞄準(zhǔn)具，與微光夜視眼鏡配合使用，成本更低。20世紀(jì)70年代，美國(guó)研制出了激光瞄準(zhǔn)具，采用與輕武器槍管軸線(xiàn)一致的激光器，以可見(jiàn)或不可見(jiàn)波段的激光光束來(lái)照射目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)快速瞄準(zhǔn)。歐洲科學(xué)家參照三代微光技術(shù)原理，改善工藝，應(yīng)用新的高性能元件，研制出超二代像增強(qiáng)器，大量應(yīng)用到輕武器瞄準(zhǔn)具中。 20世紀(jì)70年代初期第二代微光瞄準(zhǔn)具——“星光鏡“開(kāi)始裝備，它使用了微通道板，使1節(jié)像管具有原來(lái)3節(jié)像管串聯(lián)耦合的性能。主動(dòng)紅外瞄準(zhǔn)具一般包括含紅外變像管的瞄準(zhǔn)鏡主體和紅外探照燈。 光電瞄準(zhǔn)具是應(yīng)用光電技術(shù)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)獲取和指示的，如微光瞄準(zhǔn)鏡、紅外瞄準(zhǔn)具（或熱瞄準(zhǔn)具）激光指示型瞄準(zhǔn)具等。其工作原理為準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)，瞄準(zhǔn)標(biāo)記是1個(gè)圓環(huán)，瞄準(zhǔn)時(shí)可直接看到目標(biāo)和瞄準(zhǔn)標(biāo)記。這類(lèi)瞄準(zhǔn)具專(zhuān)門(mén)為步槍和突擊步槍設(shè)計(jì)，有紅色發(fā)光點(diǎn)顯示器，無(wú)視差，在苛刻的戰(zhàn)場(chǎng)條件下射手也能用雙眼快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行瞄準(zhǔn)。這類(lèi)瞄準(zhǔn)具主要由物鏡、標(biāo)尺分劃、目鏡、方向和高低調(diào)整機(jī)構(gòu)以及連接機(jī)構(gòu)組成，主要特點(diǎn)是瞄準(zhǔn)精度較高，瞄準(zhǔn)速度快，能更清楚地觀察目標(biāo)。 光學(xué)瞄準(zhǔn)具是應(yīng)用幾何光學(xué)原理和物理光學(xué)原理或應(yīng)用簡(jiǎn)單光源，結(jié)合機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)的。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、價(jià)格便宜、便于維修，適用于手槍、步槍、機(jī)槍和火箭筒等近距離輕武器。 早期的輕武器瞄準(zhǔn)具是機(jī)械瞄準(zhǔn)具。輕武器瞄準(zhǔn)具（鏡）的作用是在戰(zhàn)斗中實(shí)施瞄準(zhǔn)，提高武器的打擊精度。瞄準(zhǔn)鏡的光探測(cè)器對(duì)準(zhǔn)平行光管的物鏡,CCD攝像機(jī)位于瞄準(zhǔn)鏡出瞳處瞄準(zhǔn)鏡監(jiān)測(cè)其工作狀況,攝像頭把被試品的圖像轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)并送到圖像采集與處理計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)同時(shí)攝取和處理四路微光瞄準(zhǔn)鏡圖像,通過(guò)圖像處理、自動(dòng)判別、提取圖像故障黑斑、亮點(diǎn)、閃光和忽明忽暗,實(shí)時(shí)記錄故障圖像,并且能在試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行處理和回放。試驗(yàn)過(guò)程中,由于光應(yīng)力源的傳輸通道的參量是不變的,而被試瞄準(zhǔn)鏡物鏡處光照度值的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)值又是個(gè)相對(duì)值,故對(duì)其穩(wěn)定性監(jiān)測(cè),可改由小積分球出口處附近的光照度值穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)來(lái)替代,還可借助在小積分球靠近出口處的內(nèi)壁上放置光電二極管實(shí)現(xiàn),光電二極管將光強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),經(jīng)sbit的刀D采集,使其精度與采集頻率滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)指標(biāo)要求。光源發(fā)出的光經(jīng)小積分球漫射后經(jīng)出射孔出射,出射孔口徑有四種,分別對(duì)應(yīng)四種光照度。系統(tǒng)管理部分為一臺(tái)管理計(jì)算機(jī),附帶聲卡、音響、打印機(jī)和光盤(pán)刻錄機(jī),管理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)測(cè)試進(jìn)程的管理、測(cè)試數(shù)據(jù)的收集與整理,經(jīng)過(guò)必要的數(shù)據(jù)處理,得到可靠性試驗(yàn)報(bào)告所需要的故障類(lèi)型、數(shù)量等統(tǒng)計(jì)結(jié)果,并完成報(bào)表生成與數(shù)據(jù)歸檔等工作。為了保證故障圖像采集與處理計(jì)算機(jī)能夠以足夠的速度存儲(chǔ)故障圖像,處理與存儲(chǔ)圖像時(shí)不進(jìn)行顯示,因此,配置了一臺(tái)圖像監(jiān)視器,四路CCD攝像頭輸出的視頻信號(hào)經(jīng)一個(gè)四選一視頻切換器輸出到圖像監(jiān)視器上。攝像與監(jiān)視部分包括四個(gè)CCD攝像頭、一臺(tái)圖像監(jiān)視器、一臺(tái)視頻切換器及CCD電源。 該系統(tǒng)能同時(shí)攝取與處理四路視頻圖像,連續(xù)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)工作狀態(tài),控制光、電應(yīng)力源,具有故障提取、判別、重放、結(jié)果處理等項(xiàng)功能。 按照國(guó)軍標(biāo)規(guī)定,檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)微光瞄準(zhǔn)鏡進(jìn)行定振幅、變頻、變加速度的三維正弦振動(dòng)試驗(yàn),并且選用的振動(dòng)臺(tái)不僅具有正弦振動(dòng)功能,還應(yīng)具有隨機(jī)振動(dòng)功能。相鄰兩光應(yīng)力試驗(yàn)系統(tǒng)間夾角約為,以確保調(diào)試者目測(cè)時(shí)有足夠的操作空間。通過(guò)切換透過(guò)率板與改變小積分球出口大小使平行光管物鏡輸出試驗(yàn)所需的各檔光照度,每具平行光管均有更換分辮率板的手動(dòng)切換裝置,可將所需對(duì)比度的分辮率圖案嚴(yán)格沿焦面內(nèi)切換到中,心視場(chǎng)對(duì)應(yīng)的位置。小積分球出口與大積分球?qū)?使小積分球漫射的特定光能量經(jīng)出口進(jìn)入大積分球,再進(jìn)一步均勻漫反射,在大積分球的四個(gè)輸出口給出要求的均勻光照度。積分球式光源由大小兩個(gè)積分球?qū)佣?。若照度的單位取lx,亮度的單位取asb，那么 L=（asb） ()表22列出了不同天氣情況下地面景物的照度。星等的照度計(jì)算如下:若有一顆m等星和一顆n等星,m等星比n等星亮,即nm則兩顆星的照度比為： () ()應(yīng)用式()或式(),即可由零等星的規(guī)定照度值,求出其它各星等的照度值。在晴朗的夜晚,星光在地球表面上所產(chǎn)生的照度大約為lx,這個(gè)照度相當(dāng)于無(wú)月夜空實(shí)際光亮的1/4左右；星光加夜間天空其它輻射源的最大照度為lx。(3)由于云層的覆蓋,月光亮度在數(shù)分鐘內(nèi)就能發(fā)生明顯的變化。表21 月照照度等級(jí)月球中心的實(shí)際高度角（）不同距角下地面照度E（lx）…………………………月光在地球表面所造成的照度有下列特點(diǎn):(l)由于月亮位相的關(guān)系,從月亮反射到地球的光量,在滿(mǎn)月前后變化很快,兩三天中,月光亮度就會(huì)減少到比滿(mǎn)月時(shí)的一半還小。表21列出了月球于不同高度角以及在各種月相情況下地平面上所得到的照度值。太陽(yáng)輻射在地球表面上產(chǎn)生的照度取決于太陽(yáng)在地平線(xiàn)上的高度角、觀察者所在的海拔高度,以及天空中塵埃、云霧的數(shù)量等。太陽(yáng)是一個(gè)直徑達(dá)1391200km的熾熱球體,每時(shí)每刻向宇宙空間放出巨大的能量。 太陽(yáng)是地球上光輻射的主要來(lái)源。月光、星光、大氣輝光、以及太陽(yáng)光、月光和星光的散射光是造成夜天光的主要來(lái)源。首先要將脈沖經(jīng)光電傳感器轉(zhuǎn)換為脈沖電信號(hào)，由單片機(jī)獲得的信號(hào)頻率經(jīng)過(guò)接口板送管理計(jì)算機(jī)處理，管理計(jì)算機(jī)接口板包括輸入接口，采集卡和緩沖寄存器，接口板插入電腦的工SA插槽，編制好測(cè)量程序，可采用此脈沖取一次平均值作為測(cè)量值，并根據(jù)測(cè)量需要編程。為了顯示閃光頻率，還設(shè)置了頻率顯示電路。 本文研究?jī)?nèi)容 本文設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)閃光應(yīng)力監(jiān)控模塊單元，主要由兩部分組成:強(qiáng)閃光電源電路和強(qiáng)閃光應(yīng)力監(jiān)控電路?？煽啃栽囼?yàn)裝置主要由應(yīng)力源、應(yīng)力源監(jiān)測(cè)、CCD相機(jī)及電源、試驗(yàn)臺(tái)、監(jiān)測(cè)采集卡、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)電源等部分組成，其框圖如圖12所示:CCD相機(jī)顯示器被測(cè)夜視儀圖像采集卡CCD相機(jī)電源系統(tǒng)管理機(jī)應(yīng)力源計(jì)算機(jī)應(yīng)力源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源監(jiān)測(cè)采集卡圖12 微光夜視儀可靠性試驗(yàn)裝置組成框圖應(yīng)力源為被試微光夜視儀提供滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的各種應(yīng)力,被試夜視儀在各種應(yīng)力作用下所形成的圖像經(jīng)CCD相機(jī)采集進(jìn)行顯示,同時(shí)圖像經(jīng)圖像采集卡傳送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析處理,從而對(duì)夜視儀可靠性性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。夜視儀在相關(guān)的光應(yīng)力、電應(yīng)力、溫度應(yīng)力及振動(dòng)應(yīng)力等作用下,其光學(xué)、機(jī)械和電性能等參數(shù)將發(fā)生改變,甚至出現(xiàn)非正常工作。 OL系列750一NVG自動(dòng)分光輻射測(cè)量系統(tǒng)由美國(guó)Optronic Laboratories公司制造,主要用于夜視設(shè)備的分光輻射度和光度鑒定,、直視式成像光學(xué)附件結(jié)合在一起,能更快、更準(zhǔn)確的測(cè)量夜視設(shè)備性能指標(biāo)。圖11為其結(jié)構(gòu)圖。主要用于漫射光源色溫標(biāo)定和目標(biāo)亮度及亮度對(duì)比度的測(cè)量。目前,國(guó)內(nèi)微光夜視儀可靠性試驗(yàn)的總體水平已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列,但與國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)尚有一定差距“十五”初,由長(zhǎng)春理工大學(xué)承研的微光夜視儀可靠性試驗(yàn)系統(tǒng),是依據(jù)國(guó)軍標(biāo)GJB242295要求,對(duì)微光夜視儀進(jìn)行MTBF試驗(yàn)的重要設(shè)備，填補(bǔ)了我國(guó)微光夜視儀可靠性試驗(yàn)設(shè)備的空白,其總體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為國(guó)家兵器靶場(chǎng)考核夜視儀可靠性提供科學(xué)、準(zhǔn)確的試驗(yàn)依據(jù)，對(duì)確保我軍槍用微光夜視裝備的質(zhì)量,促進(jìn)槍用微光夜視儀的研制、生產(chǎn)具有重要意義，隨著近年來(lái)新型微光夜視儀的陸續(xù)裝備部隊(duì),尤其一些中等通光孔徑、全視場(chǎng)超過(guò)20度微光夜視儀,其可靠性的試驗(yàn)考核急需進(jìn)行，對(duì)原可靠性試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行功能配套研究已立項(xiàng),這對(duì)全面提升兵器靶場(chǎng)微光夜視儀可靠性試驗(yàn)?zāi)芰驮囼?yàn)研究水平有重大意義。 歐美各國(guó)對(duì)發(fā)展夜視技術(shù)一直非常重視,均投入大量的人力、物力和財(cái)力,并紛紛建立國(guó)家級(jí)的實(shí)驗(yàn)室來(lái)進(jìn)行研究，這些發(fā)達(dá)國(guó)家還非常重視微光夜視技術(shù)的可性研究,并取得了顯著成效,可靠性水平得到了很大提高，美國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了微光夜視器件及儀器性能檢測(cè)試驗(yàn)室，據(jù)說(shuō)可在試驗(yàn)室對(duì)微光夜視儀器進(jìn)實(shí)戰(zhàn)條件模擬,因技術(shù)保密的緣故,至今未見(jiàn)這方面的詳細(xì)報(bào)道,但能夠從他們有關(guān)微光夜視儀性能評(píng)價(jià)資料中分析得出他們微光夜視試驗(yàn)室的一些概況，估計(jì)能從光和光譜兩方面模擬野外夜天光光度和光譜特性,以檢測(cè)微光夜視器件及儀器的實(shí)際作戰(zhàn)能力，另外,國(guó)外曾報(bào)道過(guò)關(guān)于星等模擬和日光光譜模擬的文章，但涉及到微光技術(shù)的星光及月光的光譜模擬尚未見(jiàn)報(bào)道。電應(yīng)力源包含強(qiáng)閃光監(jiān)控模塊，用來(lái)模擬戰(zhàn)場(chǎng)上槍炮射擊、彈藥爆炸等強(qiáng)閃光狀況。提高微光夜視儀質(zhì)量并最終滿(mǎn)足軍方要求具有重要意義，月光、星光及大氣輝光等的散射是造成夜間天空自然光(即夜天光)的主要來(lái)源，夜天光是微光夜視儀器獲取目標(biāo)信息的主要光源，很好地模擬夜天光對(duì)考核微光夜視儀實(shí)際性能有重要意義。 針對(duì)以上發(fā)展趨勢(shì)，研制一套微光夜視儀可靠性試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)微光夜視儀可靠性性能評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。微光夜視技術(shù)的基本任務(wù)是擴(kuò)展人眼在低照度下的視覺(jué)觀測(cè)能力及提高人眼的空間識(shí)別能力，微光夜視技術(shù)從上世紀(jì)60年代應(yīng)用至今，已經(jīng)發(fā)展了四代，全世界有二十多個(gè)國(guó)家能夠制造和生產(chǎn)各種微光夜視器件及設(shè)備，裝備部隊(duì)的型號(hào)也己超過(guò)500種，我國(guó)有20多種型號(hào)微光夜視裝備，如坦克車(chē)長(zhǎng)鏡、炮長(zhǎng)鏡、輕武器微光瞄具等。 目前看來(lái)，