Мишура Т.П., Платонов О.Ю. Проектирование лазерных систем (2006) (1095921), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Вследствие узости ДН требуется большое время для поиска целипо угловым координатам.3. Существующие ограничения по частоте повторения импульсов,вызванные теплофизическими особенностями работы лазера, снижаюттемп обновления информации, получаемой от лоцируемого объекта.4. Квантовый характер электромагнитного излучения уменьшаетэффективность обнаружения сигнала и измерения его параметроввследствие как внутренних и внешних шумов, так и вероятностногохарактера регистрации оптического излучения.Существуют разнообразные способы классификации ОЭП. По конкретному назначению оптикоэлектронных приборов их можно разделить на группы: ОЭП выделения, регистрации, информационноизмерительные и следящие ОЭП, приборы преобразования информации.Как видно из приведенной классификации, все ОЭП предназначеныдля получения информации об объектах окружающей среды, переносимой оптическими сигналами.Другая классификация ОЭП возможна по широкому кругу признаков в зависимости от принципов построения приборов и характера их применения (рис.
1.1). К числу таких признаков могут бытьотнесены параметры оптического сигнала, метод измерений, спектральный диапазон работы, режим работы, степень автоматизации,вид измерений, назначение и область применения, условия эксплуатации.Наиболее емким из приведенных признаков классификации является назначение (область применения). В схеме классификации7ÊËÉÇÍÁÀÁоÊÃÁ¾ÃËÁ»ÆÔ¾§¶¨¥¾ËǽɹºÇËԾǽ¾ÀÁоÊÃÁ¾¦¹»Á¼¹ÏÁÇÆÆÔ¾¨ÉÁÀƹÃÁÃĹÊÊÁÍÁùÏÁÁ¥¾½ÁÏÁÆÊÃÁ¾©ÇºÇËÇ˾ÎÆÁоÊÃÁ¾«¾Ä¾»ÁÀÁÇÆÆÔ¾£ÇÆËÉÇÄÕÆÇÁÀžÉÁ˾ÄÕÆÔ¾¦¾¹»ËÇŹËÁоÊÃÁ¾¨¹É¹Å¾ËÉÔÇÈËÁоÊÃǼÇÊÁ¼Æ¹Ä¹ªË¾È¾ÆÕ¹»ËÇŹËÁÀ¹ÏÁÁ©¾ÍɹÃËÇžËÉÁоÊÃÁ¾ÄØ»Á½ÁÅÇÂǺĹÊËÁÊȾÃËɹªÈ¾ÃËɹÄÕÆÔ½Á¹È¹ÀÇÆɹºÇËÔÄجǺĹÊËÁÊȾÃËɹÄØ¡£ÇºÄ¹ÊËÁÊȾÃËɹ©¾¿ÁÅɹºÇËÔ¤¹ºÇɹËÇÉÆÔ¾ªÄ¾½ØÒÁ¾¬ÊÄÇ»ÁØÖÃÊÈÄ̹˹ÏÁÁ§ÈËÁÃÇÍÁÀÁоÊÃÁ¾¬¼ÄÇžÉÆÔ¾¡Æ˾É;ɾÆÏÁÇÆÆÔ¾¾ÇžËÉÇÈËÁоÊÃÁ¾¡Æ½ÁùÏÁÇÆÆÔ¾£ÇÅȾÆʹÏÁÇÆÆÔ¾©¹½ÁÇžËÉÁоÊÃÁ¾ÍÇËÇžËÉÁоÊÃÁ¾¨ÇÄØÉÁÀ¹ÏÁÇÆÆÔ¾»ËÇŹËÁоÊÃÁ¾¨ÇÄ̹»ËÇŹËÁоÊÃÁ¾¨¹ÊÊÁ»ÆÔ¾ªÈ¾ÃËɹÄÕÆÔ¾¦¹ÀƹоÆÁ¾ÇºÄ¹ÊËÕÈÉÁžƾÆÁتȾÏÁ¹ÄÕÆÔ¾¨ÇÄ̹ÃËÁ»ÆÔ¾Á½ÁÀžɾÆÁ¹ÄÕÆÇžÉÆÔ¾¯¾ÎǻԾ¨Çľ»Ô¾ÇÉËǻԾ¤ÇùÏÁÇÆÆÔ¾Рис.
1.1. Классификация ОЭПуказаны только некоторые области техники, в которых применениеОЭП — решающий фактором их дальнейшего развития.Также необходимо отметить, что ОЭП внутри каждой из рассмотренных классификационных групп могут подразделяться по конструктивным, функциональным и иным признакам. Кроме того, между всеми классификационными признаками существуют прямые и косвенные связи.81.2.
Основные критерии оценки качества лазерных системКритерий качества — это комплекс показателей, используемыхдля оценки свойств прибора, а также решений, принимаемых на различных этапах проектирования. Вследствие специфики лазерныхсистем и разнообразия условий их производства оценка качества связана с рассмотрением широкого круга показателей,приведенных нарис. 1.2.Критерии качества системы расположены по степени значимостидля разработчика системы.
Всестороння оценка системы может бытьвыполнена лишь при комплексном учете всех указанных показателей. Показатели функционирования характеризуют техническуюсущность изделия, и именно поэтому они стоят на первом местев техническом задании.Ввиду большого разнообразия лазерных систем показатели функционирования могут быть самыми различными. Достаточно обобщенными являются информационные характеристики, к которым относят:£ÉÁ˾ÉÁÂùоÊË»¹Ä¹À¾ÉÆÇÂÊÁÊ˾ÅÔ¨ÇùÀ¹Ë¾ÄÁÍÌÆÃÏÁÇÆÁÉÇ»¹ÆÁئ¹½¾¿ÆÇÊËÕ¨ÇùÀ¹Ë¾ÄÁÊ˹ƽ¹ÉËÁÀ¹ÏÁÁÁÌÆÁÍÁùÏÁÁ«¾ÎÆÇÄǼÁÐÆÇÊËÕ¨ÇùÀ¹Ë¾ÄÁ˾ÎÆÁоÊÃÇÂÖÊ˾ËÁÃÁªËÇÁÅÇÊËÕ¨¹Ë¾ÆËÆÔ¾ÈÇùÀ¹Ë¾ÄÁ£ÇÆÊËÉÌÃÏÁØĹÀ¾ÉÆÇÂÊÁÊ˾ÅÔ©¾ÀÌÄÕ˹ËÔÇϾÆÃÁ¬ÉÇ»¾ÆÕùоÊË»¹Рис. 1.2.
Схема оценки качества ЛС9— входной язык, посредством которого осуществляется связь прибора с наблюдаемым или контролируемым объектом;— энергия, необходимая для формирования единицы информации;— функция преобразования, описывающая зависимость информационного параметра выходного сигнала от информативного параметра входного сигнала при номинальных значениях неинформативных параметров;— выходной язык, посредством которого осуществляется связьприбора с потребителем информации;— скорость выдачи информации прибором и восприятия ее потребителем;— потери информации.В практике проектирования ОЭС в качестве этих показателей часто используют параметры и характеристики оптического сигнала(входной язык), чувствительность и КПД ОЭС (энергетические критерии), статическую (дискриминационную) характеристику, определяющую диапазон измерений и ряд других параметров (функция преобразования), быстродействие и другие динамические характеристики ОЭС (например, скорость выдачи информации).Наряду с перечисленными, к показателям функционирования могут быть отнесены также вид потребляемой энергии и мощность потребления, габаритные размеры и масса изделия.
Эти показателиобязательно необходимо учитывать при проектировании ОЭС, расположенных на борту различного вида носителей. К показателям надежности работы ОЭС относят такие общепринятые параметры, каквероятность безотказной работы, среднее время безотказной работы,интенсивность отказов. К показателям технологичности ОЭС — технологичность деталей и узлов, удобство сборки, рациональный выбор материалов, минимальная номенклатура элементов, материалови полуфабрикатов, взаимозаменяемость деталей, узлов и блоков,и другие характеристики.Показатели стандартизации и унификации характеризуют степеньиспользования стандартных изделий, уровень унификации деталей,узлов, марок комплектующих изделий и материалов, соответствиеунифицированных и стандартизованных изделий действующим стандартам, соответствие принятых методик контроля и аттестации требованиям Государственной системы измерений и т.
п.Показатели технической эстетики характеризуют степень обеспечения в приборе требований эргономики и всестороннего учета человеческого фактора.10Патентные показатели характеризуют степень новизны заложенных в ОЭС технических решений, а также вопросы патентноправовой защиты.Показатели техники безопасности включают оценку наличия вредных воздействий при работе оборудования, надежность защиты отуказанных воздействий и т.
д.Экономические показатели выражаются прежде всего в стоимости изделия. К основным факторам, определяющим стоимость изделия, относятся область применения, условия эксплуатации, технологичность конструкции, требования по надежности, серийностьвыпуска, стоимость материалов и комплектующих изделий, простота и удобство обслуживания, юстировок и ремонта.Поскольку все требования, предъявляемые к изделию, находятсяв тесном взаимодействии и часто противоречат друг другу, то это приводит к тому, что перед проектировщиком ставится задача из многовариантности проектных решений выбрать одно, удовлетворяющеепредъявленным требованиям в большей мере.1.3.
Уровни проектированияРазработка сложных систем, какими являются ОЭС, проводитсяв определенной последовательности. Отправной точкой созданиялюбой системы являются выбор и формулировка цели проектирования. При этом необходимо на основании современных данных прогнозировать развитие систем. Обоснование исходных данных требует учета назначения системы, основных видов ее взаимодействияс другими системами или подсистемами, если она является подсистемой, входящей в состав другой, более крупной системы, влияния внешних факторов.В результате этого должна быть получена совокупность исходныхданных для проектирования системы, которая содержит:— перечень всех переменных, имеющих место в процессе измерения;— исчерпывающее определение физических объектов измеренияи окружающей их среды;— перечень всех функций, осуществляемых при измерениях;— перечень первичных преобразователей, соответствующих измеряемым величинам и входному устройству измерительной системы;— перечень испытательных процедур, т.
е. перечень методов калибровки системы и необходимой коррекции результатов измерений;11— указание необходимого вида представления результата измерения (аналоговый, цифровой);— перечень способов регистрации результатов измерений и регистрирующих, телеметрических и обрабатывающих результаты измерений частей системы;— оценку внешних воздействий и чувствительности к ним системы, возможных неисправностей и отказов;— особенности размещения, использования системы и т. п.Обоснование исходных данных — весьма ответственный этап, который целесообразно проводить совместными усилиями разработчиков, заказчиков и потребителей проектируемой системы.Результатом проделанной работы является основной документ,которым руководствуется проектировщик системы, т.
е. техническое задание (ТЗ).Различают следующие основные уровни проектирования:— информационнологический;— системотехнический;— схемотехнический;— конструкторский;— технологический.Первые три уровня иногда объединяют в единый функциональный или схемный уровень проектирования. В процессе проектирования на информационнологическом уровне определяется конкретнаяструктура данной системы, определяются связи функциональныхустройств между собой и устанавливаются требования техническихзаданий на проектирование отдельных функциональных устройств,исходя из требований технического задания на систему в целом. Техническое задание на проектирование того или иного устройства содержит требования к сигналам, информации и командам, вырабатываемым этим устройством.Таким образом, проектирование на этом уровне состоит из определения сначала структуры проектируемой системы, а затем в определении оптимальных значений параметров этой структуры, т.
е. составляющих ее элементов.На следующем уровне функционального проектирования — системотехническом — производится проектирование отдельных функциональных устройств, т. е. процесс разбивается на отдельные ветви. Каждое из функциональных устройств рассматривается здесь какструктура, состоящая из взаимосвязанных функциональных блоков.Процесс проектирования заключается в определении оптимальногосостава и параметров блоков, например оптической системы, прием12ника излучения, электронного тракта, системы отображения. Приэтом блоки рассматриваются подобно черным ящикам без определения их внутренней структуры. Здесь определяются требования к преобразованию сигналов тем или иным блоком, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
