补充应用(综合简化).ppt

* 一、光电转速计 与被测量对像没有刚性接触 测量范围大，精度高 容易实现自动化、数字化 广泛的应用于电动机、内燃机、水轮机、及各种机床的转速测量中 （一）光电转速计原理 光源 光电二极管 被测转轴 (a) 应用一、直接测试技术 每分种的转速 脉冲计数频率 孔数，齿轮数，黑白块数 只要知道了脉冲计数频率，就可以知道转速 光源 光电二极管 (b) 光源 光电二极管 (c) 二、 激光测距仪 优点：激光测距测程远，测量精度高 （一）脉冲激光测距仪 激光器 光电探测器 L L 应用：激光测距在军事应用，科学技术，生产等方面都有比 较重要的应用 （二）相位激光测距仪 I=I0sinω0t 发射系统 接收系统 L 正弦调制光波 I=I0sin(ω0t-φ) ? √ 只要能测量出相位差，就可以计算出距离 光尺 “光尺”只能测出小于其自身长度的量 L0=λ0/2 因每把“尺子”都有一定的精度，所以要测量一段距离可能要同时用几把不同单位的尺子来合作测量 标尺２：L02=10m, 有一段距离约为几百米，要求精确到０.０１m 标尺２：6.57m 两尺组合读数为：386.57 15MHZ 150KHZ 标尺１：38７m 标尺１：L01 =1000m, 例： 精度为1‰ 精度为1‰ 三．莫尔条纹测位移 1.黑白光栅 -----具有周期性透光不透光区域的光学元件 0.01mm 圆光栅 长光栅 w=a+b w 为栅距 b b为栅线间宽（透光） a a为栅线的宽度（不透光） a:b=1:1或1.1：0.9 2.长光栅莫尔条纹 斜向莫尔条纹 横向莫尔条纹 当两块光栅以一定的角度叠合在一起时透过光栅的光形成的明暗相间的条纹 x y x y α 3.长光栅莫尔条纹测位移 Δx(位移量） w （栅距） 莫尔条纹的移动规律 ---动光栅每移过一个栅距，莫尔条纹就移过一条 1 2 3 4 信号 设测得有N个莫尔条纹移过： 1 w w Δx=4w 位移方向的判别 信号 信号 1 2 1 2 1 2 1 上移 下移 2 右移 左移 4. 应用系统组成 光电池 数据处理系统 光电池 光源 透镜 指示光栅 标尺光栅 与运动部件固连在一起 透镜 光电器件 大背景 目标 ?初升太阳式调频调制盘 四、调制盘的目标定位 F/2 t 0 无调制盘时的总通量 目标定位原理---- t 0 t 0 t 0 Ω0 θ1 θ0=0 θ2 ?旋转调频调制盘 A B C A圈 t B圈 t C圈 t ?脉冲调宽式调制盘 A B A B 一.激光干涉测长 （1）激光光源 ： 一般选用波长为632. 8nm （2）干涉系统： 迈克尔逊干涉仪 （3）光电显微镜： 用于瞄准被测长度量的起始位置。 （4）光电计数器 （５）显示录装置 光电计数器 M2 M1 显示记录装置 光电显微镜 应用二、干涉测量 二.气体折射率的干涉测量方法 参考室为真空室，开始时测量室中充入被测气体，测量时慢慢轴出测量室中的样品，两路光的光程差发生变化，从而光电检测器检测到干涉光强的明暗变化，通过计数，求出光程的变化： 抽气 参考室b 测量室a l Ｎ 应用三、 激光通信 激光通信可以解决目前无线电波段可利用的频率带宽度与信息量迅速增加的矛盾 一、激光通信的特点 1.通信容量巨大 激光频率高（1013~1015HZ）、单色性好. 一束不同频率激光组成的激光束可同时传输100亿路电话信号 或1000万套电视节目。 2.通信质量高-------不易被干扰，数据传输准确无误、声音清晰、图像清晰等 。 3.必威体育官网网址性好 方向性好，不向空间发散、又多为不可见光，很难被觉察，不易被截获 二、激光通信原理 激光器 调制器 光发射机 光中继站 光接收机 编码器 电信号发送器 解码器 电信号接收器 声 扬声器 传输介质 传输介质 1.大气激光通信 具有无线电通信的便捷和有线电通信的必威体育官网网址性，不易被窃听，适用于临时、紧迫时的通信。 两地之间必须“直视”，受大气传输效率等 影响，传输距离受限制。 但大气层外的卫星之间的激光通信不受大气的影响所以越来越受到重视，但激光器被安装在外太空所以要求超长的寿命和可靠性。 调幅 t Ф t Ф t t Ф 调频 调宽 原始信号 2. 水下激光通信 水下激光通信的主要应用就是对潜通信---潜对潜，潜对岸。 存在的问题：激光在水中的传输问题。 海水对光的吸收是：一般规律为长波长的光被吸收的情况比短波长的光要严重。其中波长为0.455μm,0.459 μm,0.532 μm,的蓝绿光在水下有较好的传输能力，称为水下窗口。海底测绘激光系统，测深可达70m. 激光对潜通信的方式----卫星和机载。 卫星方式是全球性的，适用于对环球航行的战略核潜艇的通信 机载的方式适用于对战术潜艇的通信。 3.光纤激