光电传感与系统设计实验讲述.doc

光电传感与系统设计 实 验 讲 义 靳 龙 编 张兴强 审 湖北汽车工业学院 光电类传感器安全基本事项 传统电学类电磁测量是研究电流、电压、电阻、电容、电感、频率等电路参量和和技术的一门科学，是实验课的主要内容之一。由于电磁测量具有仪器灵敏度高、测试范围宽、滞后小、响应快等优点，特别适用于迅变和动态过程的测试与记录。许多非电量都可以转化为电测，因而在现代生产、科学研究中广泛应用。 由于电磁测量系统较为复杂，特别是各种电源的带电操作，若测试过程稍有不慎，极易酿成人身安全和设备事故。为此，做电磁时，必须先对常用的仪器有所了解，同时必须严格遵守有关安全操作规程和制度，绝不可掉以轻心1．按线路图从电源负极开始（正极在最后检查完线路后再连接），以顺时针方向一层一层向外扩展。或者先接主回路，再连接分回路。 2．接好线路后自己先检查一遍，然后必须由指导教师复查线路。 3．预置安全位置：检查电源电压旋和电流旋是否调在最低或最小位置，滑线变阻器滑动端是否置于合适点，电阻箱是否已放到预估的阻值等。 4．接通电源，开始实验。 5．实验完毕，先关闭电源，经指导教师检查实验数据并签字后，再拆去线路，仪器按要求归位放置。光纤传感仪器是比较精密的仪器，其核心部分是它的光学元件，这些元件大部分是玻璃制品，如光纤、棱镜、分划板等。它们的光学表面经过精细抛光，有些表面还镀有膜层，因此，实验时必须严格遵守以下操作规程： 3．在暗室中应先熟悉各种仪器用具的安放位置。在黑暗环境下摸索仪器时，手应贴着桌面缓慢移动，以免碰倒或带落仪器。 4．5． 实验一 光纤温度传感器 11 实验二 光纤烟雾报警器 19 实验三 光电透过率测量系统设计实验....................................................................24 实验四 PSD位置传感器实验………………………………………………………29 实验五CCD驱动电路和特性测试…………………………………………………31 实验1 光纤温度传感实验 【产品介绍】 通常按光纤在传感器中所起的作用，将光纤传感器分成功能型（称为传感型）和非功能性(传光型，结构型)两大类。功能型光纤传感器大多数使用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光作用，而且有是传感器的敏感元件，但这类传感器在技术制造上难度较大，结构较为复杂，且调试困难。 传感型光纤传感器中，光纤本身同时起传光作用和传感作用。传感型光纤传感器也包含强度调制型光纤传感器的基本原理，是待测物理量引起光纤中传输光强变化，通过检测光强I的变化实现对待测物理量的测量。强度调制的特点是简单，可靠，经济。强度调制方式很多，大体可分为：1反射式强度调制2投射式强度调制3吸收系数强度调制4折射率强度调制5光模式强度调制。强度调制型光纤传感器的特点是结构简单，可靠。 目前，消防上的火灾报警有两种方式;1火灾前温度升高·通过对温度的探测来实现对火灾的监控；2火灾前产生烟雾，通过对烟雾的探测来实现对火灾的监控。 光纤火灾报警传感系统中的光纤温度传感器通过对周围温度测量与记录，当环境温度到达设定阈值时产生声光报警，光纤烟雾传感器对周围烟雾浓度测量，当环境烟雾浓度到达设定阈值时产生声光报警。 该实验系统重点研究光纤传感器的结构特点，原理，光路调整方法，光纤传感的制作及电路设计，ARM单片机应用设计，工程布防等。 【相关参数】 1光源： 高亮度LED 直径5mm 2探测器： 高灵敏度光敏二极管 直径5mm 3光纤烟雾OFS-R型：直径1/2.2mm,工程封装，长度：2m 4光纤烟雾OFS-T型： 直径1/2.2mm,工程封装， 长度：2m 5光纤温度OFS型: 直径1/2.mm,长度：2m,分辨率：0.1℃ 6液晶: 2.8寸TFT高亮度显示 7键盘: PS/2外置键盘 8光纤卡架: 25x25x18mm 数量:2个 9电源: 220VAC 10电源适配器: 5V 2A 11串口: RS232,9针 12USB接口: USB2.0 【外置键盘功能键介绍】 图1 键盘示意图 “enter”键 数字存入键，及试验中输入读取物理量或参考值后，按下此键，数据被保存（初始值与步进值除外）； “-”键 删除键，删除输入值； “+”键 恢复键，恢复被删除的值； “del”键 修正键，删除输入