光电测量第1讲绪论.ppt

第一讲 绪论 一、课程简介 1.课程性质 原理＋技术＋系统 2.课程内容 绪论、工程光学基本概念、光源、探测器、干涉测量、衍射测量、典型测量系统、视觉测量、激光雷达、导航制导 3.考核方式 平时（5%：作业、回答问题和出勤）、实验（15%）、考试（80%） 第一讲 绪论 二、主要参考资料 《光电测试技术》 张广军主编 中国计量出版社 2003 《光电测试技术与系统》 张广军主编 北航出版社 2010 《机器视觉》 张广军编著 科学出版社 2005 《视觉测量》 张广军著 科学出版社 2008 第一讲 绪论 三、光电测试技术概述 1、所属学科领域 [1]属精密测试技术领域，学科为“仪器科学与技术”。 [2]“仪器科学与技术”分为两个二级学科：①精密仪器及机械 ②测试计量技术及仪器 2、测试的地位或重要性 [1]与传感器（含探测器）紧密结合，是获得对客观世认识的最前端环节技术 [2]在每个领域均存在对测试的需求 [3]光电测试技术具有独特的优势，逐渐渗透到每个领域 3、测试技术的分类：多种角度 [1]测试性质：定性与定量； [2]实现途径：人工与自动； [3]工作模式:静态与动态； [4]工作场所：在线与离线； [5]速度：实时与非实时； [6]工作关系：接触与非接触 [7]实现机理：机械、光学、电、磁、声、化学 4、光电测试技术的特点 [1]精度高； [2]速度快； [3]自动化程度高； [4]测量范围大；[5]测量距离远； [6]非接触式；[7]智能化水平高；[8]适应对象类型宽 ？问题1：光电测试在物理本质上通过何种途径实现测量？ （通过改变光本身或传播的属性实现） 5、光电测试技术的应用领域 [1]按照测试参数分领域 ①几何量测试领域：长度、面积、体积、位移、角度、位置、姿态、形位公差 ②物理量测试领域：速度、加速度；温度；压力；电压电流；波长、折射率；开关量 ③生化参数：血糖、人体体液成分、植物叶片成分、牛奶成分、浓度、细胞形态分析 [2]按照国民经济行业分领域 ①工业：机械制造、电子、能源、食品、医药、建筑、汽车、飞机、铁路公路、船舶、航空航天、 电力、服装、地质勘探、化工、影视传媒、电力、文物与考古 ②农业：植被探测与分析；农作物分类与生成监测；果品分拣及分类；植物蛋白分析 第一讲 绪论 ③林业：森林火险灾监测、木材检测 ④医学：CT、核磁共振、胃镜、胸透、肠镜、细胞形态检测、血管三维造影、血液分析、眼科手术 ⑤军事国防：导弹、战斗机、无人直升机、坦克、枪炮、军舰、卫星、雷达、预警、续航、侦察、边境 ⑥空间科学：月球探测、火星探测、载人航天、对地观测、空间站、空间目标监视 6、与测试有关的几个基本术语 [1]计量：metrology 对参量的标定、传递与控制，作为度量的基准或标准。 [2]测量：measurement 对各种参量的定量获取的过程或行为 [3]检测：inspection 对被检测对象的质量的评估技术和方法，既有定量也有定性 [4]测试：measuring and testing 指测量、试验与检验的总称，测量方法与技术的探讨和研究；不是指对象的质量评估，及标定方法 第一讲 绪论 四、几何物理光学部分概念回顾 1、光的基本属性 [1]光的本质是什么？如何证明？ ①本质是物质：光子与电子、质子、中子和 原子等属同一个层次的物质形式 ②证明方法：光电效应中的光电子发射效应（又称外光电效应） [2]光的波粒二象性如何解释？何种性质更为本质？ ①波动性：电磁波（更为本质） ②粒子性：光子（动量） [3]描述光的基本参数 ①振动（时间）频率ν； ②传播速度c； ③波长λ：又称光的空间周期，是光波在一个振动周期内传播的距离，λ= c /ν； ④时间周期： T = 1 /ν； ⑤空间频率： F = 1/λ; ⑥时间角频率：ω = 2πν; ⑦空间角频率:|k| = 2π/λ ？问题2：光在介质中传播，传播速度为什么会发生变化，但振动频率不变？ （介质密度会影响光的传播速度。振动频率与振源的能级禁带宽度有关，与介质无关） [4]几何光