CN105547484B - 用于线阵探测器可靠性筛选的像元辐射响应标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于线阵探测器可靠性筛选的像元辐射响应标定方法，首先在多种辐射条件下由检测装置多次测量获得响应量，并记录设置辐射温度和环境温度，解算方程组获得像元辐射线性影响因子、环境温度线性影响因子、常数因子，继而得到像元辐射响应温度特性公式，最后解算公式的符合度系数，为探测器的可靠性筛选提供判据。这种检测装置包括辐射源、运算放大器、AD转换器、控制器、串口驱动器、计算机。本发明简易有效，不受环境约束，解决了线阵探测器在可靠性筛选过程中的辐射响应漂移问题，并提出通过分析标定公式的符合度为探测器可靠性筛选提供判据的方法。
Description
技术领域
本发明涉及线阵红外地球敏感器用线阵探测器的使用。具体涉及一种基于线阵探测器检测装置进行可靠性筛选的辐射标定方法。
背景技术
红外地球敏感器，是基于地球红外辐射敏感原理的卫星姿态光学敏感器，可用于航天器姿态信号的测量、初始状态时航天器对地球的捕获和稳态运行时航天器的姿态控制，在航天领域的应用重要性举足轻重。线阵红外地球敏感器是其发展的一个重要分支，其重要件是其选用的探测器，其准确性和可靠性较大程度有赖于其选用探测器的性能参数。
为保证航天任务的圆满完成，装星器件应用前均需要进行可靠性筛选工作，筛选出可靠性较好的器件。而在可靠性筛选过程中，衡量线阵探测器较为重要的可靠性性能指标是其响应能力。响应能力将很大程度上决定线阵探测器的工作状态，对该指标迫切需要进行可靠性验证。当前选用的可靠性筛选方案的筛选装置较为简易，测量获得的响应量不稳定，在特定辐射条件下随测量时间大幅度变化，且无规律可循，只能获得响应量的大致变化范围，无法准确衡量线阵探测器的响应能力，从而使得该可靠性筛选方案下的筛选判据过大，无法较好的进行可靠性判断。
发明内容
本发明的目的在于提出用于线阵探测器可靠性筛选的像元辐射响应标定方法，检测线阵探测器的像元辐射响应能力，保证其可靠性筛选过程的顺利进行。
用于线阵探测器可靠性筛选的像元辐射响应标定方法,其特征在于包括以下步骤：
(1)、将线阵探测器接入检测装置，不通电的状态下保持2小时以上；
(2)、对(1)状态的装置进行加电，同时设置辐射源温度值为25℃，保持该状态5min；
(3)、由检测装置获得当前辐射源温度下线阵探测器像元的响应量，单位为V，同时记录当前环境温度；
(4)、设置辐射源温度值增加1℃，并保持2min；
(5)、再重复步骤(3)～(4)的操作10次；
(6)、对装置进行断电；
(7)、等待0.5小时；
(8)、再重复步骤(2)～(7)的操作p次，p为重复操作的次数，共获得11p+11组的线阵探测器像元的响应量，其值依次记为D1，……，D11p+11，及其对应设置辐射源温度，其值依次记为Ts1，……，Ts11p+11，和对应环境温度，其值依次记为Te1，……，Te11p+11；
其中α1＝(Ts1 Ts2 … Ts11p+11)，α2＝(Te1 Te2 …Te11p+11)，
α3为1行11p+11列、所有元素均为1的矩阵，β＝(D1 D2 … D11p+11)，
矩阵βT依次为矩阵α1、α2、α3、β的转置。
获得像元辐射线性影响因子m1、环境温度线性影响因子m2、常数因子m3，得到像元辐射响应温度特性公式D＝m1Ts+m2Te+m3，其中Ts为辐射源设置温度，Te为测试环境温度；
(10)、按如下公式计算符合度系数R：
若R2大于99％时，认为步骤(9)获得的标定公式可信，否则认为该像元进行可靠性筛选时性能指标下降。
所述的检测装置包括辐射源、运算放大器、AD转换器、控制器、串口驱动器、计算机。其中：
所述的辐射源采用SR 800R恒温黑体；
所述的运算放大器采用OP97，工作电压范围-8V～+8V；
所述的AD转换电路精度为14位，转换频率16384Hz；
所述的串口驱动器采用232串口驱动器MAX232；
所述控制器采用微控制器、FPGA或处理器；
线阵探测器接入运算放大器前端，接收辐射源的辐射后产生信号。信号通过运算放大器进行放大后，由AD转换器转换成数字响应量并存储在控制器中。计算机通过端口，获取经串口驱动器传输的由控制器存储的数字响应量。
本发明的优点：
本发明简易有效，不受环境约束，解决了线阵探测器在可靠性筛选过程中的辐射响应漂移问题，并提出通过分析标定公式的符合度为探测器可靠性筛选提供判据的方法。
附图说明
图1为装置结构示意图。
图2为整体处理方法流程图。
具体实施方式
按照本发明所述方法，配套某型号飞行器的线阵红外地球敏感器用线阵探测器设计了一款检测装置，并采用所述方法进行了验证性实验，其中重复次数p取值为4次，并结合红外地球敏感器进行评估。
测试结果：
| 编号 | R2 | 实际复测辐射能力 |
| 000332-1 | 99.65％ | 复测满足公式 |
| 000334-17 | 99.08％ | 复测满足公式 |
| 000335-1 | 98.64％ | 复测偏离公式，响应率下降 |
| 000338-17 | 99.41％ | 复测满足公式 |
Claims (2)
1.一种用于线阵探测器可靠性筛选的像元辐射响应标定方法,其特征在于包括以下步骤：
(1)、将线阵探测器接入检测装置，不通电的状态下保持2小时以上；
(2)、对处于步骤(1)状态的装置进行加电，同时设置辐射源温度值为25℃，保持该状态5min；
(3)、由检测装置获得当前辐射源温度下线阵探测器像元的响应量，单位为V，同时记录当前环境温度；
(4)、设置辐射源温度值增加1℃，并保持2min；
(5)、再重复步骤(3)～(4)的操作10次；
(6)、对装置进行断电；
(7)、等待0.5小时；
(8)、再重复步骤(2)～(7)的操作p次，p为重复操作的次数，共获得11p+11组的线阵探测器像元的响应量，其值依次记为D1，……，D11p+11，及其对应设置辐射源温度，其值依次记为Ts1，……，Ts11p+11，和对应环境温度，其值依次记为Te1，……，Te11p+11；
(9)、解以m1,m2,m3为未知量的方程组
其中α1＝(Ts1 Ts2 Λ Ts11p+11)，α2＝(Te1 Te2 Λ Te11p+11)，α3为1行11p+11列、所有元素均为1的矩阵，β＝(D1 D2 Λ D11p+11)，矩阵βT依次为矩阵α1、α2、α3、β的转置；
获得像元辐射线性影响因子m1、环境温度线性影响因子m2、常数因子m3，得到像元辐射响应温度特性公式D＝m1Ts+m2Te+m3，其中D为像元辐射响应量，Ts为辐射源设置温度，Te为测试环境温度；
(10)、按如下公式计算符合度系数R：
若R2大于99％时，认为步骤(9)获得的标定公式可信，否则认为该像元进行可靠性筛选时性能指标下降。
2.根据权利要求1所述的一种用于线阵探测器可靠性筛选的像元辐射响应标定方法，其特征在于：步骤(1)中所述的检测装置包括辐射源、运算放大器、A/D转换器、控制器、串口驱动器、计算机，其中：
所述的辐射源采用SR 800R恒温黑体；
所述的运算放大器采用OP97，工作电压范围-8V～+8V；
所述的A/D转换器精度为14位，转换频率16384Hz；
所述的串口驱动器采用232串口驱动器MAX232；
所述控制器采用微控制器、FPGA或处理器；
线阵探测器接入运算放大器前端，接收辐射源的辐射后产生信号，信号通过运算放大器进行放大后，由AD转换器转换成数字响应量并存储在控制器中，计算机通过端口，获取经串口驱动器传输的由控制器存储的数字响应量并进行处理显示。
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