光电检测技术及应用（第2版）徐熙平-第5章 辐射信号检测201607.pptVIP

* 安装有直线光栅的数控机床加工实况 防护罩内为直线光栅 光栅扫描头 被加工工件 切削刀具 角编码器 安装在夹 具的端部 第5章 辐射信号检测 五、莫尔条纹 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 图尔克凭借一系列激光三角位移传感器扩展了其产品组合，该传感器由图尔克合作伙伴美国邦纳工程制造，用于各种材料的非接触式高度或厚度测量，如钣金、木材、陶瓷、纸张、塑料、橡胶、泡沫和烘焙生面团，以上所列举的这些仅为几种质量保证的测量应用。新的LH系列传感器可提供精确的距离、厚度和对准测量。其应用范围包括热部件、机床加工件、半导体和印刷电路板、发光或反射部件以及柔软或粘性部件。该系列有三种型号，测量范围分别为25-35 mm、60-100 mm和100-200mm。通过将两个传感器安装在目标的两侧并自动同步，可进行厚度测量。可将最多32个传感器轻松组合至多轨位移或厚度传感器的混合测量网络。 * 主要特点 zLDsl00一4一3蜡感器可用于镜面和玻璃的表面测量； 量程最小2二，最大1000皿淇他量程可订制）; 量程起始距离最小10nnn，最大245Inln淇他距离可订制）. 频率响应：ZK、SK、SK、10K; 线性度最高0.1%，分辨率最高0.03%; 支持多个传感器同步采集（确保工业在线高精度差动测厚）; 支持特殊量程（如远距离起始700Inlnj」、量程300皿等）; 特殊应用（如路面平整度，高温被测体，管道内径，石油钻杆内外螺纹测量等均可定制） 针对串口，提供了运行应用的DLL开发库，方便用户开发应用软件； 非接触位移精密测量； * * * * * * * * * * 狭缝1 狭缝2 分光元件3 (a) －3l/2 －l －l/2 0 l/2 l 3l/2 ?x Ⅰ Ⅱ U1 Ⅰ-Ⅱ ?U (b) 双通道差分调制式像分析器工作原理图 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 3、差动式像分析器与动态光电显微镜 将两狭缝A、B后的各自光电接收电路差分连接，则检测器的差分输出比原来扩大一倍，光源波动影响减小，曲线斜率也增加一倍。 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 2、扫描调制式像分析器与静态光电显微镜 增加了用于调制的振动反射镜，实现像在狭缝上作周期性扫描运动，使透过狭缝的光通量变成连续时间调制信号，再被狭缝实现幅度调制，最后由光电器件得到连续的幅度调制输出，又叫扫描调制。 要求：狭缝宽l=刻线像宽b=狭缝像振幅A。 依据：光通量的变化频率。 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 在像面上共轭地放置两个狭缝1和2，通过分光元件3得到的两个线像分别成像于狭缝面上，狭缝中心距等于线像宽，两个狭缝的定位特性具有类似的形状，如上图。将两狭缝后的各自光电接收电路差分连接，则检测器的差分输出可利用非线性图解法得到。在线性区内，定位特性可表示为 ，其中，E0为照明光强，h为狭缝高，?x为线像中心相对狭缝中心的偏移量。然后利用相敏检波方法即可分离出被检测的位置偏移。 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 单通道扫描调制式像分析器 此种装置在成像光路增设了周期振动的光学零件或振动狭缝，使像面上的目标像相对狭缝作周期振动。这时透过狭缝的光通量形成随时间周期性变化的光载波。目标像的位移信息将由于像分析而调制到载波上去，从而产生各种调制的光信号。这种使目标像和测光窗口之间相对扫描运动的像分析器称做扫描调制型像分析器。 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 3、扫描调制式像分析器与静态光电显微镜 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 （三）扫描调制＆极值检测 被测钢带的边缘通过镜头成像于光栏上。它的横向尺寸确定了物方的测量范围。转筒上刻有通光狭缝，其间隔与光栏长度相等，以形成等间隔的光脉冲。钢带边缘的像位置可对光脉冲进行脉宽调制，最后由光电元件接收。解调出脉宽调制函数即可确定钢带边缘的位置变化。 带狭缝转筒的扫描调制系统 镜头 光栏 光电元件 转筒 钢带 D 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 二、亮度中心检测法 一）定义 光学目标的亮度分布是光辐射能量沿空间分布。将物体按辐射能量相等的标准分割为两部分，起中心位置称作亮度中心。通过测量目标物空间的亮度分布相对应的像空间照度分布，确定目标能量中心位置的方法称作亮度中心检测法。 四、空间分布光信号的检测方法 第五章 辐射信号检测 二）原理 将来自被测目标的光辐射通量相对于系统的测量基准轴