基于ARM7的激光测距机性能检测仪的研制

引　言

激光测距机的测距能力是激光测距机综合性能好坏的最主要指标[1],随时检测并掌握激光测距机的测距能力是部队战备训练和装备管理中的重要环节,也是在部队条件下开展激光测距机维修保障的必备环节。但是在部队条件下,受天候和场地的制约,很难全面考核激光测距机的测程指标[2],严重影响了部队的战备训练,从而制约了激光测距机装备战斗力的形成。因此本文在无靶板消光比检测技术基础上,设计并实现了一套便携式的激光测距机性能检测仪,可以克服现行激光测距机测距能力检测方法的缺点,方便精确地对我军现役多种型号激光测距机的主要技术性能进行定量或定性的检测,包括激光能量、测距精度、接收灵敏度、最大测程、三轴平行性等。既满足野外抢修的需要,也为常规条件下的维修提供快捷方便的检修平台。

1　系统工作原理

无靶板消光比法已有文献报道[3],其实质是借鉴消光比原理,将测距机的激光发射能力和激光接收能力分开进行测量,综合进行计算获得结果。该检测方法的思路是用电路模拟激光在大气的衰减,通过直接测量激光发射能量的大小获得激光发射能力的强弱,控制激光回波功率的大小获得激光接收能力的强弱。原理如下页图1所示。

将检测仪的接收窗口和发射窗口分别对准待检激光测距机的激光发射物镜和激光接收物镜。当检测仪内部可调反光镜调到接收位置时,被检装备发射激光,经检测仪内部接收物镜压缩聚焦,并通过三胶合棱镜调整方向、高低及转向,再经可调反光镜将其压缩聚焦,反射到检测仪内部接收,经光电转换放大,一路送多级高速比较器比较后检测被检装备的激光能量值,另一路经可调延时电路驱动1.06μm半导体激光器发光,再通过可调反光镜反射到三胶合棱镜,经物镜送至检测仪发射窗口,被检仪器的接收器接收到检测仪发射窗口发送的微弱激光脉冲,经被检装备内的接收系统放大处理,在其显示中可判断测距精度、接收灵敏度、多目标及最大测程;当将检测仪内部可调反光镜调到三轴校正位置时,激光经检测仪内部系统压缩聚焦后,反射到检测仪后部的感光靶板上,通过被检装备内的分划与感光到靶板上的激光斑点可判断出被检装备的光路变化。

2　电路系统的硬件组成及原理

激光能量探测和激光回波的延时、发射主要通过电路来实现,如何保证激光能量探测的准确性、时间的延时精度和激光回波的稳定度,是基于消光比原理的无靶板检测技术得以实现的关键性问题。本系统采用基于ARM7嵌入式处理器的测试方案,其系统整体框架如图2所示。主要包括光电转换、放大整形、电压采样保持、AD转换、精确延时、数模转换、光电驱动等部分。