光电式传感器3.ppt

4．7．2光纤传感器中几种常用的光强调制技术一、微弯效应微弯调制器原理图第54页,共82页，2024年2月25日，星期天四、偏振调制与解调1、调制原理（1）普克耳（Pockels）效应（2）法拉第磁光效应（3）光弹效应第55页,共82页，2024年2月25日，星期天4．7．3光纤干涉传感器原理第56页,共82页，2024年2月25日，星期天第57页,共82页，2024年2月25日，星期天第58页,共82页，2024年2月25日，星期天第59页,共82页，2024年2月25日，星期天4．8．2光电尺寸测量举例线型CCD传感器测量物体尺寸的基本原理第60页,共82页，2024年2月25日，星期天外径检测系统第61页,共82页，2024年2月25日，星期天4．8．3激光传感技术实例一、激光位移干涉仪激光位移干涉仪通常采用经典的迈克尔逊干涉仪结构，由于使用了激光，光源的相干性和亮度均较好，因此一般情况下不需要用小孔光阑来提高相干度，由于激光的相干长度较长，在实际应用中无需补偿板即可进行较大长度和位移的测量。第62页,共82页，2024年2月25日，星期天采用角隅棱镜的光路第63页,共82页，2024年2月25日，星期天二、双频激光外差干涉仪第64页,共82页，2024年2月25日，星期天三、激光衍射测试技术1、间隙计量法所谓间隙计量法就是通过测量参考物与被测物之间的间隙所形成的衍射暗条纹位置或位置的变化，来达到测量位置、位移的目的，它是激光衍射测试技术的主要方法第65页,共82页，2024年2月25日，星期天四、激光多普勒测速1、移相法这种方法是用两个光电探测器同时进行光学外差检测。2、移频法由于光学外差检测技术只能测量出两光波频率差的绝对值，因此无法对运动速度方向进行判断。若在外差检测之前人为使两光波之一的频率产生一个确定的移动，则就可以对差额的正负进行判断。第66页,共82页，2024年2月25日，星期天4．8．4光纤传感器实例一、光纤角速度传感器（光纤陀螺）光纤角速度传感器又名光纤陀螺，其理论测量精度远高于机械和激光陀螺仪，它以塞格纳克效应为其物理基础。第67页,共82页，2024年2月25日，星期天第68页,共82页，2024年2月25日，星期天三、光纤光栅传感器光纤光栅传感技术是国际上近十年发展起来的新型传感技术，既用光纤感测信号又用光纤传输信号，是以光纤为载体的传感技术的最杰出代表。第69页,共82页，2024年2月25日，星期天分布式光纤光栅传感器网络第70页,共82页，2024年2月25日，星期天第71页,共82页，2024年2月25日，星期天光纤光栅结构、制作过程示意图第72页,共82页，2024年2月25日，星期天第73页,共82页，2024年2月25日，星期天利用可调谐Fabry-Perot腔对FBG波长进行解调的方案第74页,共82页，2024年2月25日，星期天4．8．5机器人视觉传感器一、视觉检测视觉检测主要由机器人视觉传感系统的硬件来完成，第75页,共82页，2024年2月25日，星期天机器人视觉传感系统第76页,共82页，2024年2月25日，星期天二、图像处理机器人在获得一帧视觉图像之后，首先需要对图像进行预处理，以减小噪声和图像的畸变和退化，图像处理主要有空间域处理和频率域处理两种方法。第77页,共82页，2024年2月25日，星期天三、图像描述图像描述是为了从图像中提取特征而达到识别的目的，为此要采用一些描述符。这些描述符应和所描述物体的大小、位置、旋转和方法无关，这些描述符应包含描述物体所必需的足够的信息。第78页,共82页，2024年2月25日，星期天四、机器人视觉传感器的应用机器人视觉传感器的应用（Consigh系统）第79页,共82页，2024年2月25日，星期天思考题简述把被测物理量和化学量转变成敏感元件上辐照度变化的方法。当确定了信噪比要求后，应如何估算对光源、传输、光学孔径、敏感元件、放大器的要求？举出你所知道的不同原理的光电敏感器件。查阅有关资料（包括网站）给出你对光电敏感器件发展的看法。采用光学分析仪器测量含有一氧化碳（CO）和甲烷（CH4）的气体。已知一氧化碳吸收光谱带在4.65μm处，甲烷的吸收光谱带在3.3μm和7.2μm处。试考虑用何种半导体材料光电元件检测合适，并考虑对滤光片的要求。何谓光电池的开路电压及短路电流？为什么最为检测元件时常用短路电流输出形式？第80