光电信号检测第一章.ppt

特性分析： Δθ=0，则u0输出为正， Δθ=π，则u0输出为负。 相敏检波器用途： 可用来测幅，测相， 还可高频信号变成中频信号（差频信号） 双光路外差检测特点： 双光路可消除杂散光、光源波动、温度变化和电源电压波动带来的测量误差，使测量精度和灵敏度大大提高。 III、补偿测量法： 原理：是用光或电的方法补偿由被测量变化而引起的光通量变化，补偿器的可动元件连接读数装置指示出补偿量值，其大小反应被测量变化大小。 例：由相敏检波器输出控制光楔上下移动，使Φ1-Φ2=0，光楔移动与读数机构相连，读数反映光通量的变化量，即被测值。 放大 相敏检波器 uA C R E U L 调制盘 被测物 光楔 反光镜 Φ2 Φ1 移动控制及读数显示 IV、脉冲测量法： 原理：测量中将被测量的光通量转换成电脉冲，其参数（脉宽，相位，频率，脉冲数量等）反映被测量的大小。 1、脉宽方法测长度： 测量关系式： L=v*t=v*k*N=K*N k---高频脉冲时间当量 K---长度当量 N---计数器值 高频脉冲可取自电动机或转动轮上脉冲，消除不匀速带来的误差。 v n R1 E R2 高频脉冲 N 计数器 2、频率法测速： 在转动轮上均匀贴有反射片，光电传感器可接收与转速相对应的光脉冲，m为反光片数，n为每分钟转速，则：f=n*m/60=N/t； 即转速可以由此得到：n=60N/m*t 控制时间t R E 放大 整形 N 计数 脉冲测量法特点：抗干扰性能好，精度高，直接与计算机相连，易于实现在线测量和自动化控制。 光电传感器的发展趋势 发展纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术。 发展小型的、快速的微型光、机、电检测系统。 非接触、快速在线测量，以满足快速增长的经济需要。 向微空间三维测量技术和大空间三维测量技术发展。 发展闭环控制的光电检测系统，实现光电测量与光电控制一体化。 向人们无法触及的领域发展。 发展光电跟踪与光电扫描技术，如远距离的遥控，遥测技术，激光制导，飞行物自动跟踪，复杂形体自动扫描测量等。 思考题及作业 1、如何实现非电量的测量，举例说明。2、电子计数器如何实现既能测量频率又能测量周期?为什么要通过测量周期方法来测量低频信号的频率 信息光电子研究所 Information optoelectronics research 信息光电子研究所 Information optoelectronics research 信息光电子研究所 光电技术：是光学和电子学技术相结合而产生出来的一门技术学科，主要研究光与电之间的转换。 基础：进年来兴起的光电子学 核心：光与电之间的转换机理体现于光电器件之中 光电转换技术：是研究应用一定的器件及手段，在一定条件下，如何使光能（光信息）转化成电能，电能转化成光能的技术。能实现上述功能的器件称为光电探测器件。即能够发射、接收某种电磁辐射（光学辐射）的电子器件。光学辐射包括紫外线、可见光和红外线。 将光辐射转换成电信息的称为接收器件，电信息转换成光辐射的称为发射器件。 第一阶段：传统的光学装置及仪器，不能胜任对复杂光信息高速采集和处理的要求。 第二阶段：半导体集成电路技术，可以将探测器件及电路集成在一个整体中，也可以将具有多个检测功能的探测器件集成在一个整体中。其价格低，体积小。例如，将图形、物体等具有二维分布的光学图像转换成电信号的检测器件是把基本的光电探测器件组成许多网状阵列结构，引人注目的器件CCD就是一种将阵列化的光电探测与扫描功能一体化的固态图像检测器件。它是把一维或二维的光学图像转换成时序电信号的器件，能广泛引用于自动检测、自动控制，尤其是图像识别技术。像自动指纹识别系统（AFIS)。 第三阶段：光导纤维传感器的出现，为光电检测技术的小型化等开辟了广阔的前景。光纤检测可以解决传统检测技术难以解决或无法解决的许多问题。例如，在噪声、干扰、污染严重的工业过程检测，或者在海洋、反应堆中，自动监测设备或智能机器人，必然会受到高压、高温、辐射等极端困难的条件，光纤检测技术具有其独特的智能化的优越性。由于光信息传输的独特优点，光纤检测智能化将比其他检测技术更具有吸引力。 展望：随着微处理技术的发展以及光电检测技术与它的紧密结合，光电检测技术越来越智能化。例如:机器人的视觉系统。 本课程的主要学习内容： 光电检测技术的基本概念、基础知识和基本理论，光电检测器件和技术的应用。 光电检测技术是以激光、红外、光纤