第4章光电信息技术1要点解析.ppt

第三章 光电信息转换 第四章 光电信息技术应用 §4.1 光电检测  §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.1 光电检测基本方法 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.2 几何量检测 §4.1.3 机械量检测 §4.1.3 机械量检测 §4.1.3 机械量检测 §4.1.3 机械量检测 §4.1.3 机械量检测 §4.1.3 机械量检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.4 温度检测 §4.1.5 机器人视觉系统 §4.1.5 机器人视觉系统 §4.1.5 机器人视觉系统 §4.1.5 机器人视觉系统 §4.1.5 机器人视觉系统 一． 机械振动的光电检测 1. 光电测振的原理 图4.1.3－4 (a)示出测量旋转体或旋转轴振动的原理。 当旋转体振动时使一个光电器件上的电流增大，另一个光电器件上的电流减小，其原理示于图4.1.3－4 (b)。 2. 用PSD测量旋转轴的振动 用PSD测量旋转轴振动的原理示意图如图4.1.3－5。 §4.1.4 温度检测 一．工作原理 根据斯蒂芬－波兹曼定律。物体在单位时间内单位面积上，波长从0－?所辐射的总能量为 E＝??T4 式中，?为黑体系数，对应黑体?＝1，其它物体?1，?为常数，数值等于5.6686?10-12 w ·cm-2·k-4。 因此，只要测出部分辐射能量E，就可得到物体的温度T。 温度直接测量法的原理框图如图4.1.4－1所示。 二． 部分辐射光电高温计 1．? 原理 采用光电信息转换器件对部分辐射进行敏感测量，采用补偿法。 2. 结构 结构框图如图4.1.4－2所示。图中，由热体辐射的能量，经透镜聚焦后照射在调制盘上， 调制盘结构如图4.1.4－3所示，φ1为热体辐射的光通量，φ2是参考光通量，调整可变电阻R可改变φ2的光通量。 由调制盘的结构可知，φ1和φ2交替照射在光敏电阻上，光敏电阻输出U的波形如图4.1.4－4. 一． 光电比色温度计 1． 原理 对应于黑体，则有维恩公式可推得： 或 对于非黑体来说，根据两个辐射强度的比值所求得是所谓的比色温度Tc。比色温度Tc和实际温度T有如下关系： 式中，ελ1和ελ2是物体的黑度系数，对于灰体来说，ελ1?ελ2?1，即比色温度与真实温度是一致的。 因此，比色温度的概念是对两个波长引入的，而实际上为两个波段，利用光电器件和适当电路，测量两个光波段内辐射能量的比值，经过一定的关系运算后就可得到被测温度。两个波段的选择，在实用中，对于高温测量，由于辐射能量足够大，可将波段选得尽量窄而且靠近，对于低温测量，辐射能量较小，可选两个较宽、但是尽量靠近、甚至部分重叠的波段，以减少黑度系数的影响。 3． 结构 光电比色温度计的结构分单通道和双通道两种。 双通道有两个通道和两个光电器件如图4.1.4－5所示。 2． 优点 单通道比色计只有一个光电器件和一条通道，用调制盘将两个波段的辐射能量交替投射于同一个光电器件上，由它转换成电信号，经放大后加至流比计。 它的光学系统如图4.1.4－6（a）所示 ，调制盘