ИМИТАТОР ТЕПЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Имитатор тепловых объектов (полезная модель) относится к области оптоэлектронного приборостроения и предназначен для имитации режимов (сигнатур) излучения типовых объектов в процессе тестирования аппаратуры идентификации тепловых объектов или как учебно-тренировочное оборудование.
Известно техническое решение, которое решает задачу имитации объектов по их тепловому излучению, например, имитацию летательных аппаратов [1] (“Имитатор движущейся точки”, патент №2057356). Для имитации объектов использован импульсный источник оптического излучения, энергия которого возбуждает экран. Система управления обеспечивает согласование работы источника и параметры возбуждения экрана.
Недостатком известного технического решения [1] является отсутствие возможности воспроизводить сигнатуры тепловых объектов, что делает невозможным имитировать характерные признаки конкретных типов при испытаниях и (или) тестировании аппаратуры идентификации тепловых объектов.
i
Известно техническое решение [2] (“Имитатор тепловых объектов”, патент №150881), предназначенный для имитации режимов (сигнатур) излучения типовых объектов. Имитатор содержит: оптический излучатель; пульт управления с возможностью включения программ имитации N типового объекта; микроконтроллер с возможностью записи кодов сигнатур N объектов; цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и блок преобразователей “напряжение-ток” (ПНТ), при этом пульт управления через последовательно соединенные микроконтроллер, цифровой аналоговый преобразователь и блок преобразователей “напряжение-ток” соединен со входом оптического излучателя.
Недостатком известного технического решения [2] является низкая достоверность результатов тестирования аппаратуры идентификации тепловых объектов из-за отсутствия возможности контроля работоспособности имитатора в условиях эксплуатации.
Целью создания полезной модели является повышение достоверности результатов тестирования тепловых объектов.
Указанная цель достигается введением в известное техническое решение устройства контроля с возможностью проверки работоспособности имитатора в режиме контроля в условиях эксплуатации.
Имитатор тепловых объектов, отличается от известного технического решения [2], содержащего: оптический излучатель; микроконтроллер с возможностью записи кодов сигнатур N объектов; преобразователь “ЦАП”; преобразователь “ПНТ” и пульт управления с возможностью включения программ имитации N; объекта, соединенный со входом оптического излучателя через последовательно соединенные микроконтроллер, преобразователь “ЦАП” и преобразователь “ПНТ”, тем, что в него дополнительно введены: устройство индикации работоспособности; устройство входа и компаратор напряжения, инвертирующий вход которого соединен с выходом преобразователя “ЦАП”, а неинвертирующий - с устройством входа; при этом выход компаратора соединен со входом устройства индикации работоспособности.
Сущность полезной модели поясняется рисунками фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 приведена схема имитатора тепловых объектов, а на фиг. 2 - схема имитатора тепловых объектов в режиме контроля работоспособности имитатора.
На рисунках фиг. 1 и фиг. 2 приняты следующие условные обозначения: 1 - пульт управления; 2 - микроконтроллер; 3 - преобразователь “ЦАП”; 4 - преобразователь “ПНТ”; 5 - оптический излучатель; 6 - устройство входа; 7 - компаратор напряжения; 8 - устройство индикации работоспособности.
Дополнительные условные обозначения на фиг. 1 и фиг. 2:
“а” - диаграмма сигнатуры U(t); “b” - контрольный сигнал (КС); “c” - входной КС; A - уровень КС; Д1, Д2 - светодиоды индикаторные; ПК - персональный компьютер; ОП - оптический приемник (является внешним источником сигнала имитатора в режиме контроля работоспособности); L - расстояние “оптический излучатель (5) - оптический приемник (ОП)”.
Работа устройства (фиг. 1) заключается в следующем. С персонального компьютера (ПК) предварительно осуществляется запись цифровых кодов сигнатуры N типовых объектов и, одновременно, запись кода заданного контрольного уровня сигнала в постоянно-запоминающее устройство микроконтроллера (2).
i
i
В режиме имитации излучения (сигнатуры) N типового объекта в процессе тестирования аппаратуры по команде с пульта управления (1) инициируется соответствующей код сигнатуры N объекта. С выхода микроконтроллера (2) выбранная “сигнатура” в цифровой форме подается на вход преобразователя “ЦАП” (3) и далее в аналоговом виде (фиг. 1, “а” - диаграмма сигнатуры) поступает в преобразователь напряжение - ток (“ПНТ” 4), с выхода которого ток поступает на оптические диоды излучателя 5, формируя выходной световой поток.
В режиме контроля работоспособности имитатора тепловых объектов (фиг. 2) по команде с пульта управления (1) инициируется код контрольного сигнала и на выходе преобразователя “ЦАП” (3) формируется уровень контрольного сигнала (А), например, в виде меандра (фиг. 2, “b”). Контрольный аналоговый сигнал поступает на инвертирующий вход компаратора (7) и, одновременно, через преобразователь “ПНТ” (4), поступает на оптические диоды излучателя 5, формируя выходной световой поток, который принимается оптическим приемником (ОП). Контрольный сигнал с аналогового выхода оптического приемника через устройство входа (6) поступает на неинвертирующий вход компаратора (7). (фиг. 2, “c”) При превышении этого сигнала над уровнем исходного контрольного (фиг. 2, “b”, уровень А), загорается светодиод Д1 устройства индикации работоспособности (8), соответствующий исправности имитатора. В противном случае загорается светодиод Д2, индицирующий факт неработоспособности имитатора.
Расстояние оптического приемника от оптического излучателя имитатора (L) определяется экспериментально при тестировании априори работоспособного образца имитатора тепловых объектов, так-так уровень контрольного сигнал с аналогового выхода оптического приемника, соответствующий критерию годности имитатора, зависит от расстояния L.
Практическая реализация имитатора тепловых объектов не представляет технических трудностей. В части встроенного контроля могут быть применены светодиоды типа КИПМ 20 (Д1, Д2), компаратор 521 СА2, а в качестве входного устройства имитатора разъем типа СР50-759.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент №2057356 “Имитатор движущейся точки”.
2. Патент №150881 от 02.02.2015 г., Имитатор тепловых объектов, Перцович А.С., Бутузов В.В., Скворцов Б.В., Носиков В.А., Ершова Т.А.
3. Перцович А.С., Скворцов Б.В., Имитатор тепловых источников излучения, Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 16, №6, 2014 г., С. 76-78.
4. Бутузов В.В., Скворцов Б.В., Перцович А.С., Носиков В.А., Ершова Т.А. Блок имитаторов пуска ракет переносного зенитного ракетного комплекса, Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 15, №6, 2013 г., С. 193-196.
5. Белов А.В. Самоучитель разработчика устройств на микроконтроллерах AVR, Наука и Техника, Санкт-Петербург, 2008 г. С. 73-91.