《光电仪器原理与设计》郝群（电子课件）第1章 概论.pptVIP

* 分振幅/波前 双光束装置 参考镜 测量镜 干涉光路把被测量转化为激光干涉性质的变化。 仪器的组成 举例2：干涉类仪器 　　组成：硬件 — 干涉光路 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * * 探测器 信号接收电路把激光的干涉转化为电信号。 仪器的组成 举例2：干涉类仪器 　　组成：硬件 — 信号接收 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * * 信号处理电路把干涉产生的电信号数字化。 仪器的组成 举例2：干涉类仪器 　　　组成：硬件 — 信号处理 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * * 系统软件把数字化信号还原得出测量结果并进行分析。 仪器的组成 举例2：干涉类仪器 　　组成：软件 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * * 光电仪器的特点 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 　　所谓总体设计，是指在进行仪器具体单元设计或者元器件选型之前，从使用功能、技术指标、检测与控制系统框架及仪器应用的环境和条件等总体角度出发，对仪器设计中的全局问题进行全面设想和规划，使仪器的原理、技术指标建立在科学基础上，以便寻求经济高效的最佳方案。 光电仪器设计的首要工作是总体设计。 总体设计方法 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 光电仪器设计的首要工作是总体设计。 　　另一方面，总体设计也是贯穿仪器设计始终的理念，它要求仪器设计全过程都能从整体的角度分析和解决问题，是单元设计和元器件选型的基本出发点。 总体设计方法 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 总体设计需要考虑两个层面的问题。 其一，仪器与大工作环境的关系。 从信息传递的角度来说，仪器可能并非单独工作，而是大系统的一部分，…… 其二，仪器内部各单元的协调。 总体设计方法 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 设计一台实用新仪器一般包括三个阶段的工作。 首先，提出包含新物理原理或新元器件的新方案，这只占仪器设计总工作量的1%； 然后，进行方案的原理性实验，确定其可行性及预期技术指标，这占总工作量的9%； 最后是复杂而实际的仪器化工作，这占据了余下的工作量。 新仪器设计步骤 总体设计方法 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 新仪器设计步骤 1、设计任务分析 ； 2、原理方案制定：反射原理 、几何成像原理 、物理光学原理 、 多普勒效应 、导波光学原理； 3、原理性实验 ； 4、仪器化设计 ； 5、仪器性能检测。 总体设计方法 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 总体设计方法 首先，提出包含新物理原理或新元器件的新方案，这只占仪器设计总工作量的1%； 1、设计任务分析 ：红细胞直径正常值6~9?m，大量悬浮于血液中； 2、原理方案制定：反射原理 、几何成像原理 、物理光学原理 、 多普勒效应 、导波光学原理。 举例1 　　请设计一台红细胞平均直径测量仪。 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 基础：计量仪器的7个标准量，用于实现标准传递 长度（米）：一米是光在真空中1/299792458s时间间隔内所经路径的长度 时间（秒）：铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间 电流（安培）：真空中，截面积可以忽略的两根相距1m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2?10-7N,则每根导线中的电流为1A 热力学温度（K）：水的三相点热力学温度的1/237.16 原理性实验 3）技术指标初步测定 总体设计方法 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * 物质的量（摩尔） ：是一系统的物质的量，改系统中所包含的基本单元数于与0.012千克碳12的原子数相等 发光强度（坎德拉） ：光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540 ?1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度单色光在给定方向上的辐射强度 质量（千克） ：国际千克元器质量 ？测量 Measurement: 以确定量值为目的的操作 ？ 计量 Metrology：实现单位统一、量值准确可靠的活动 总体设计方法 基础：计量仪器的7个标准量，用于实现标准传递 原理性实验 3）技术指标初步测定 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * * 总体设计方法 万用表交流电压档 主要指标？ 量程 最小读数 原理性实验 3）技术指标初步测定 北京理工大学 光电仪器原理与设计 课件 * * 灵敏度：稳态下仪器系统输出信号变化Δy和输入信号变化Δx之比 ； 测量范围：在允许误差极限内仪器所能测出的被测量与最小被测量之间的范围； 分辨率：仪器能感受、识别或探测的输入量的最小值 ； 重复精度：在同一测量方法