专利名称：一种适用于光电设备的反应时间测试仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于光电设备的反应时间测试仪。
背景玟术
在光电探测、成像、传输设备的技术性能评估中，设备的系统光电反应时间及目 标探测概率的检测和标定是评价设备技术性能的重要技术指标。 发明 内容
本发明的目的是提供一种适用于光电设备的反应时间测试仪，该反应时间测试仪 通过预设参数，自动测试光电设备从接收到光信号直至给出相应的电信号之间的系统 反应时间，也可以通过双余度内外环接收信号方式，给出设备对于给定目标形式的探 测概率。为光电设备的系统反应时间测试及探测概率评估提供了快速、准确、灵活的 技术手段。测试系统操作简单、灵活、方便，试验验证了该系统的可行性及优越性。
本发明的一种适用于光电设备的反应时间测试仪，包括有公知计算机、反应时间
设置模块、控制模块、平行光管、电动光阑、光电探测器；反应时间设置模块存储在 公知计算机内，公知计算机与控制模块连接，电动光阑与平行光管连接，光电探测器 连接在平行光管与控制模块之间，控制模块通过继电器、电机驱动器实现对电动光阑 的控制。
控制模块的SCI端连接在公知计算机上；通过存储在公知计箅机内的反应时间 设置模块向控制模块下发控制指令j ，控制模块在接收到控制指令^后执行相关的动 作去驱动电动光阑发射点光源，该点光源经平行光管转换为平行光，作为被测试设备 激励源；
控制模块的A/D端与光电探测器的输出端连接，光电探测器的输入端与平行光 管的出射光启动端连接；光电探测|1#探测到的平行光信号转换为光功率电信号/, 反馈给控制，莫块，控制纟莫块将接收到光功率电信号/的时刻记为/rf ;
控制模块的CAP端与被测设备的一串口连接，被测设备接收到平行光信号后， 输出脉冲信号尸『M给控制模块，控制模块将接收到脉冲信号户『M的时刻记为,,；
控制模块的T1PWM端经电机驱动器后与电动光阑的步进电机连接；
控制纟莫块的GPIO端与继电器连接，继电器的开启/闭合作用到可变光阑上的卤 钨灯上，用于开关卤钨灯电源；
控制模块的INT端与可变光阑中的光电开关连接，光电开关输出信号A用于判 断可变光阑中步进电机机械零位。
本发明的一种适用于光电设备的反应时间测试仪，利用给定的光强变化规律，发 射具有特定特征的平行光，激励被试设备。同时，根据设备响应情况，分析设备的光 学反应时间；并通过向设备发射的次数及被测设备接收次数分析被测设备的反应时 间，该测试过程无需人员干预，系统全部自动完成，自动化程度高，且测量精度高。
图1是本发明反应时间测试仪的结构框图。
图2是参数设置界面框图。
图3是测试结果界面框图。
具体实施方式
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下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参见图1所示，本发明是一种适用于光电设备的反应时间测试仪，包括有公知 计算机、反应时间i^a纟莫块、控制模块、平行光管、电动光阑、光电探测器；反应时 间设置模块存储在公知计算机内，公知计算机与控制模块连接，电动光阑与平行光管 连接，光电探测器连接在平行光管与控制模块之间，控制模块通过继电器、电机驱动 器实现对电动光阑的控制；在本发明中，控制模块选取DSP处理器芯片实现。
控制模块的SCI端连接在公知计算机上；通过存储在公知计算机内的反应时间 设置模块向控制模块下发控制指令^ ，控制模块在接收到控制指令^后执行相关的动 作去驱动电动光阑发射点光源，该点光源经平行光管转换为平行光，作为被测试设备 鹏源；
控制模块的A/D端与光电探测器的输出端连接，光电探测器的输入端与平行光 管的出射光启动端连接；光电探测 探测到的平行光信号转换为光功率电信号f ， 反馈给控制模块，控制I莫块将接收到光功率电信号/的时刻记为G,该光功率电信号
f作为光电探测的内闭环；
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控制模块的CAP端与被测设备的一串口连接，被测设备接收到平行光信号后， 输出脉冲信号户,^给控制模块，控制模块将接收到脉冲信号P『M的时刻记为〔，
作为本发明反应时间测试仪的反馈信号；
控制模块的T1PWM端经电机驱动器后与电动光阑的步进电机连接； 控制模块的GPIO端与继电器连接，继电器的开启/闭合作用到可变光阑上的卤
鹤灯上，用于开关卤钨灯电源；
控制模块的INT端与可变光阑中的光电开关连接，光电开关输出信号"。用于判
断可变光阑中步进电机机械零位。
在本发明中，反应时间设置*莫块采用VC++6.0语言编写，存储在计算机的存储 器内。通过图2、图3所示设置的界面在公知计算机的显示器上进行各参数(控制指 令^ )的录入。对于测试后的结果如图3所示。公知计算机的最低配置为CPU 2DHz, 内存1GB，硬盘40GB;操作系统为windows 2000/2003/XP。
在本发明中，通过控制模块驱动可变光阑，并控制可变光阑发射的光强按一定规 律变化。平行光管将可变光阑发射的点光源转变为平行光后出射至被测设备处。该被 测设备接收到平行光后转换为电信号输出给控制模块，该电信号作为被测设备的反馈 信号输出。本发明测试仪在发射光束的同时，记录发射时间(光产生时间^);等待 被测设备转换为电信号的输出标志信号时的时间(接收信号时间^);然后，计算发 射光与接收光之间的时间之差么/ = ;|>广"，且^>100，式中，7V表示测试中
平行光发射次数(或者是电动光阑中卤钨灯被开启的次数)，i是求和的系数，即测得 的被'测设备反应时间,得到所测设备的系统级反应时间。这里不仅包括了设备的CCD
光电转换时间，也包括了电信号的前置放大、处理时间，因此，所得反应时间具有系 统级时间意义。
本发明反应时间测试仪的器件选取要求 (一)控制模块
控制模块包括核心处理器TMS320LF2407芯片，通过对芯片上管脚的定义设 置有电机控制接口 (T1PWM端)、光电探测接口 (A/D端)、被测设备输入接口 (CAP 端)、继电器接口 (GPIO端)、上位机接口 (SCI端)、开关启动接口 (INT端)。
根据图l所示，控制模块需要控制电机，A/D转换、脉冲捕捉、1/0输入/输 出、串口通信等功能，因此，采用TI公司的TMS320LF2407DSP作为主控CPU。
TMS320LF2407是16位定点数字信号处理器，专门为数字控制设计的一款 DSP。它具有丰富的硬件资源，内部有32位累加器，32K字的Flash程序存储 器，544字的DARAM, 2K字的SARAM，同时，可以通过外部的地址总线、数据总 线、控制总线分别扩展64K字的数据空间、程序空间、1/0空间，40个复用的I/0 接口 ，2个定时器，16位外部数据总线。更为重要的是为电动机控制提供了 8路PWM 输出，可编程的死区控制单元，可编程PWM控制方式，16路10位ADC转换器， 异步串行接口 (SCI)、串行同步夕卜设接口 (SPIO),以及多路信号输入捕捉(CAP)) 等强大的片上外设支持能力。使得电路的设计大大简化。
(二) 电动光阑
电动光阑为市集产品。电动光阑通过多叶片的可变光阑模拟点光源为系统提供光 信号，所采用的可变光阑可以完全闭合，因此能够为系统提供光强从零开始变化的信 号。系统通过步进电机对可变光阑进行控制，可变光阑以接近1/^频率频繁正反转， 控制信号的发送，所选择的步进电机的整步步距角为1.8度，可以实现最大64细分， 最小步距角可以控制在约0.029度，能够满足控制精度要求。
(三) 光电探测器
光电探测器选择硅光二极管。硅光二极管采集光信号，将光信号转换成电信号经 过放大电路后输入到控制t莫块进行处理。探测灵敏度釆用宽光谱的方法，保证探测灵 敏度高于被测设备灵敏度。
(四) 平行光管
平行光管为市集产品。是一种能够将任意光(本发明为卤钨灯点亮时的光)转换 成平行光出射的器件。
本发明的一种光电设备反应时间自动测试系统。该系统可以通过设置产生需要的 光强变化规律，并通过统计方法得到反应时间测试结果，测试准确可靠；测试过程无 需人员干预，系统全部自动完成，自动化程度高。通过实际验证，说明了该系统的实 用性和有效性。
权利要求
1、一种适用于光电设备的反应时间测试仪，包括有公知计算机，其特征在于还包括有反应时间设置模块、控制模块、平行光管、电动光阑、光电探测器；反应时间设置模块存储在公知计算机内，公知计算机与控制模块连接，电动光阑与平行光管连接，光电探测器连接在平行光管与控制模块之间，控制模块通过继电器、电机驱动器实现对电动光阑的控制；控制模块的SCI端连接在公知计算机上；通过存储在公知计算机内的反应时间设置模块向控制模块下发控制指令A，控制模块在接收到控制指令A后执行相关的动作去驱动电动光阑发射点光源，该点光源经平行光管转换为平行光，作为被测试设备激励源；控制模块的A/D端与光电探测器的输出端连接，光电探测器的输入端与平行光管的出射光启动端连接；光电探测器将探测到的平行光信号转换为光功率电信号f，反馈给控制模块，控制模块将接收到光功率电信号f的时刻记为td；控制模块的CAP端与被测设备的一串口连接，被测设备接收到平行光信号后，输出脉冲信号PWM给控制模块，控制模块将接收到脉冲信号PWM的时刻记为ts；控制模块的T1PWM端经电机驱动器后与电动光阑的步进电机连接；控制模块的GPIO端与继电器连接，继电器的开启/闭合作用到可变光阑上的卤钨灯上，用于开关卤钨灯电源；控制模块的INT端与可变光阑中的光电开关连接，光电开关输出信号D0用于判断可变光阑中步进电机机械零位。
2、 根据权利要求1所述的适用于光电设备的反应时间测试仪，其特征在于控制模 块采用TMS320LF2407芯片。
3、 根据权利要求l所述的适用于光电设备的反应时间测试仪，其特征在于控制模 块上内嵌有用于计算发射光与接收光之间的时间之差<formula>formula see original document page 2</formula> 且N >100，式中，N表示测试中平行光发射次数，i是求和的系数。
全文摘要
本发明公开了一种适用于光电设备的反应时间测试仪，包括有公知计算机、反应时间设置模块、控制模块、平行光管、电动光阑、光电探测器；反应时间设置模块存储在公知计算机内，公知计算机与控制模块连接，电动光阑与平行光管连接，光电探测器连接在平行光管与控制模块之间，控制模块通过继电器、电机驱动器实现对电动光阑的控制。本发明适用于光电设备的反应时间测试仪通过设置产生需要的光强变化规律，并通过统计方法得到反应时间测试结果，测试准确可靠；测试过程无需人员干预，系统全部自动完成，自动化程度高。
文档编号G01M11/02GK101387573SQ20081022521
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者石碧艳, 红 郑, 隋强强 申请人:北京航空航天大学