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文檔簡介

1、光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電檢測技術(shù)的主要領(lǐng)域及應(yīng)用激光技術(shù)信息顯示技術(shù)光纖通信技術(shù)光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用紅外技術(shù)的應(yīng)用將物體的溫度分布轉(zhuǎn)換成圖像,以直觀、形象的熱圖像顯示出來。紅外熱成像圖紅外遙控器Ti30熱像儀光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用激光槍光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用“魟魚”激光致盲武器1982年開始研制,1990年1-3月在野外試驗(yàn)成功,海灣戰(zhàn)爭中裝配在美軍第七步兵師,參加了“沙漠盾牌”和“沙漠風(fēng)暴”作戰(zhàn)。激光弦目描準(zhǔn)具(英國)它是一種激光致盲描準(zhǔn)具,1982年馬島戰(zhàn)爭期間安裝在“競技神”號戰(zhàn)艦上,不料實(shí)戰(zhàn)中效果良好,造成3架阿根廷飛機(jī)失事。所有

2、這一切均是保密的。直致1989年英軍艦“考文垂”號上因帆布未蓋好才被記者拍下照片,1990年公布于世。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用手持式激光目標(biāo)指示器雙光束激光瞄準(zhǔn)器AG輕武器激光瞄準(zhǔn)器單一光束輕巧激光瞄準(zhǔn)器光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用激光武器的作戰(zhàn)特色在于利用發(fā)出的激光束迅速準(zhǔn)確地使敵人致盲、迷惑和疼痛光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用美國與以色列聯(lián)合研制了“鸚武螺”戰(zhàn)術(shù)高能激 光反導(dǎo)武器:(僅1996年投資1100萬美元) 前蘇聯(lián)更超前于美國,曾先后進(jìn)行過十八次反 衛(wèi)星實(shí)驗(yàn),1975年曾照瞎了美國位于印度洋上 空一預(yù)警通信衛(wèi)星,美提出強(qiáng)烈抗議,蘇聯(lián) 說沒有這回事,美只好吃了一啞吧虧。 90年代舉世矚目的“星球大戰(zhàn)計(jì)劃”

3、中的定向能 武器就是一種高能激光武器,現(xiàn)轉(zhuǎn)稱為“美國 國家導(dǎo)彈防御計(jì)劃”,仍在大力研究。美國化學(xué)激光器功率已達(dá)到兆瓦;初步方案:激光系統(tǒng)安裝在“布雷德利”戰(zhàn)車或 5噸卡車上,4-5輛組成一戰(zhàn)斗單元, 以對付火箭的威脅。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用機(jī)載激光武器機(jī)載氧碘激光器光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用軍用光電對抗武器美國進(jìn)行大功率激光束發(fā)射實(shí)驗(yàn).美軍激光武器試驗(yàn)進(jìn)行中光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用美國太空戰(zhàn)高能激光武器示意圖美國陸基激光武器將是未來太空戰(zhàn)重要力量光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用解放軍戰(zhàn)術(shù)級激光武器系統(tǒng)進(jìn)行試射國產(chǎn)新型的激光步槍結(jié)構(gòu)圖光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用中國又一款激光眩目器中國武警部隊(duì)?wèi)?zhàn)士肩挎新型激光槍光電檢測工作技術(shù)

4、應(yīng)用用激光使脫落的視網(wǎng)膜再復(fù)位(目前已是常規(guī)的醫(yī)學(xué)手術(shù))光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用用脈沖的染料激光(波長585nm)處理皮膚色素沉著處理前處理后光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用激光治療鮮紅斑痣的方法目前主要有兩種:一種是用脈沖激光直接照射病灶部位,會給病人造成暫時(shí)的皮膚傷(掌握不好會留疤痕);另外一種是用光動(dòng)力療法(先給病人注射光敏劑,再用連續(xù)的綠光(功率密度照較?。┥洳≡畈课唬?,優(yōu)點(diǎn)是無皮膚損傷。這第二種方法是由解放軍總醫(yī)院激光科發(fā)明的,需用大于30W連續(xù)的綠光激光。但是由于國內(nèi)缺乏功率足夠的連續(xù)綠光激光光源,所以沒有好用的連續(xù)綠光激光治療機(jī),故目前能夠開展光動(dòng)力療法治療鮮紅斑痣的醫(yī)院很少。鮮紅斑痣光動(dòng)力治療

5、 光動(dòng)力療法是激光作為動(dòng)力作用在光敏劑上才能取得最佳療效的方法,其光動(dòng)力療法治療鮮紅斑痣機(jī)理如下表: 一、表皮層:有激光、無光敏劑、無血管。無光敏劑,所以表皮不受損傷;二、表皮下毛細(xì)血管:有激光、有光敏劑、有血管。有光敏劑,用特定波長的激光照射患處(病灶),能達(dá)到最佳治療效果;三、真皮層:無激光、有光敏劑。有光敏劑,無光照射,因此體內(nèi)不會受影響。 Why?光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用 激光焊接高能激光(能產(chǎn)生約5500 oC的高溫)把大塊硬質(zhì)材料焊接在一起光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用液晶顯示器有機(jī)發(fā)光顯示器光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電技術(shù)是光學(xué)和電子學(xué)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生出來的一門技術(shù)學(xué)科,主要研究光與電之間的轉(zhuǎn)換。

6、基礎(chǔ):近年來興起的光電子學(xué)核心:光與電之間的轉(zhuǎn)換機(jī)理體現(xiàn)于光電器件之中光電轉(zhuǎn)換技術(shù)是研究應(yīng)用一定的器件及手段,在一定條件下,如何使光能(光信息)轉(zhuǎn)化成電能,電能轉(zhuǎn)化成光能的技術(shù)。能實(shí)現(xiàn)上述功能的器件稱為光電探測器件。即能夠發(fā)射、接收電磁輻射(光學(xué)輻射)的電子器件。光學(xué)輻射包括紫外線、可見光和紅外線。將光輻射轉(zhuǎn)換成電信息的稱為接收器件,電信息轉(zhuǎn)換成光輻射的稱為發(fā)射器件。簡介光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用第一階段:傳統(tǒng)的光學(xué)裝置及儀器,不能勝任對復(fù)雜光信息高速采集和處理的要求。第二階段:半導(dǎo)體集成電路技術(shù),可以將探測器件及電路集成在一個(gè)整體中,也可以將具有多個(gè)檢測功能的探測器件集成在一個(gè)整體中。其價(jià)格低,體

7、積小。例如,將圖形、物體等具有二維分布的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號的檢測器件是把基本的光電探測器件組成許多網(wǎng)狀陣列結(jié)構(gòu),引人注目的器件CCD就是一種將陣列化的光電探測與掃描功能一體化的固態(tài)圖像檢測器件。它是把一維或二維的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成時(shí)序電信號的器件,能廣泛應(yīng)用于自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制,尤其是圖像識別技術(shù)。像自動(dòng)指紋識別系統(tǒng)(AFIS)。光電檢測技術(shù)的發(fā)展光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用第三階段:光導(dǎo)纖維傳感器的出現(xiàn),為光電檢測技術(shù)的小型化等開辟了廣闊的前景。光纖檢測可以解決傳統(tǒng)檢測技術(shù)難以解決或無法解決的許多問題。例如,在噪聲、干擾、污染嚴(yán)重的工業(yè)過程檢測,或者在海洋、反應(yīng)堆中,自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備或智能機(jī)器人,必然會受

8、到高壓、高溫、輻射等極端困難的條件,光纖檢測技術(shù)具有其獨(dú)特的智能化的優(yōu)越性。由于光信息傳輸?shù)莫?dú)特優(yōu)點(diǎn),光纖檢測智能化將比其他檢測技術(shù)更具有吸引力。展望:隨著微處理技術(shù)的發(fā)展以及光電檢測技術(shù)與它的緊密結(jié)合,光電檢測技術(shù)越來越智能化。例如:機(jī)器人的視覺系統(tǒng)。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電檢測技術(shù)是以激光、光輻射(主要為紅外線)、光纖等現(xiàn)代光電子器件作為基礎(chǔ),通過對被檢測物體的光輻射,經(jīng)光電檢測器接收光輻射并轉(zhuǎn)換為電信號,由輸入電路、放大濾波等檢測電路提取有用信息,或進(jìn)入計(jì)算機(jī)處理,最終顯示輸出所需要的檢測物理參數(shù)。光電檢測技術(shù)的內(nèi)容?光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用參考書目光電檢測技術(shù)曾光宇等編著 清華大學(xué)出版社激

9、光光電檢測呂海寶等編著 國防科技大學(xué)出版社 光電檢測技術(shù)雷玉堂等編著 中國計(jì)量出版社教材光電檢測技術(shù)與應(yīng)用郭培源 付揚(yáng) 編著 北京航空航天大學(xué)出版社光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用主要課程內(nèi)容及安排 緒論 光電檢測器件工作原理及特性 半導(dǎo)體光電檢測器件及應(yīng)用 光電信號檢測電路 光電直接檢測系統(tǒng) 光外差檢測系統(tǒng) 光纖傳感檢測技術(shù) 光電檢測技術(shù)的典型應(yīng)用光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用第一章 緒論1.1 信息技術(shù)及光電檢測技術(shù)1.2 光電檢測與光電傳感器概念1.3 光電檢測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)1.4 光電檢測方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用1.1 信息技術(shù)及光電檢測技術(shù)信息技術(shù):微電子信息技術(shù)(電集成)、光子信息技術(shù)(

10、光集成)、光電信息技術(shù)(光電集成)。感測技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能與計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)。信息的產(chǎn)生和獲取、轉(zhuǎn)換、傳輸、控制、存儲、處理、顯示。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用微電子技術(shù):通過控制固體內(nèi)電子的微觀運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對信息的加工處理,并在在固體的微區(qū)(小到幾個(gè)晶格)內(nèi)進(jìn)行,將一個(gè)電子功能部件甚至一個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)很小的芯片上。光子信息技術(shù):以光集成技術(shù)為核心的有關(guān)光學(xué)元器件制造的應(yīng)用技術(shù),利用傳統(tǒng)工藝將有源和無源光學(xué)器件集成在一起,構(gòu)成能完成光學(xué)信息采集處理和存儲等功能的系統(tǒng)光電信息技術(shù):光與電子轉(zhuǎn)換及其應(yīng)用技術(shù),光頻段微電子技術(shù)。光電檢測技術(shù):利用光電傳感器實(shí)現(xiàn)各類檢測,即將被測量量轉(zhuǎn)換成光通量,再

11、將光通量轉(zhuǎn)換成電量,并綜合利用信息傳輸技術(shù)和信息處理技術(shù),最終完成對各類物理量進(jìn)行在線和自動(dòng)檢測。傳統(tǒng)的電子技術(shù)微電子技術(shù)光子信息技術(shù)光電信息技術(shù)光電檢測技術(shù)光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電信息技術(shù)以光電子學(xué)為基礎(chǔ),以光電子器件為主體,研究和發(fā)展光電信息的形成、傳輸、接收、變換、處理和應(yīng)用。它涉及到:1、光電源器件(包括激光器)和可控光功能器件及集成2、光通信和綜合信息網(wǎng)絡(luò)3、光頻微電子4、光電方法用于瞬態(tài)光學(xué)觀測5、光電傳感、光纖傳感和圖象傳感6、激光、紅外、微光探測,定向和制導(dǎo)7、光電精密測試,在線檢測和控制技術(shù)8、混合光電信息處理、識別和圖象分析光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用9、光電人工智能和機(jī)器視覺10

12、、光(電)邏輯運(yùn)算和光(電)計(jì)算機(jī)及光電數(shù)據(jù)存儲11、生物光子學(xué)光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電子技術(shù)光學(xué) Optics (古希臘) 以幾何光學(xué)和物理光學(xué)為基礎(chǔ) 各種光學(xué)儀器和設(shè)備(顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、經(jīng)緯儀、光譜儀)。 以電磁輻射為研究對象(黑體輻射) 以光與物質(zhì)相互作用為主要研究內(nèi)容(光電效應(yīng)、光探測器、新型光源)。電子學(xué) Electronics (1910年) 研究電子運(yùn)動(dòng)的各種物理過程和物理現(xiàn)象并加以廣泛利用的科學(xué)。 研究電波的振蕩、傳播,電信號的放大、變換,頻率的穩(wěn)定,混合,檢波等等 半導(dǎo)體微電子學(xué)。光電子學(xué) Opto-electronics (1955) 光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。將電

13、子學(xué)使用的電磁波頻率提高到光頻,產(chǎn)生電子學(xué)所不可能產(chǎn)生的許多新功能。 以前由電子方法實(shí)現(xiàn)的任務(wù)現(xiàn)在用光學(xué)方法來完成 光電子技術(shù)。 光子學(xué) Photonics (1970) 關(guān)于光子的科學(xué)及其應(yīng)用。“ 從電子學(xué)類推,光子學(xué)一詞描述光子在信息傳輸中的應(yīng)用,包括光子束的產(chǎn)生、導(dǎo)波、偏轉(zhuǎn)、調(diào)制、放大,圖象處理、存儲和探測 ”。 激光 光子時(shí)代的領(lǐng)銜主角。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用1、檢測與測量檢測:通過一定的物理方式 ,分辨出被測參量并歸屬到某一范圍帶,以此來判別被測參數(shù)是否合格或是否存在。測量:將被測的未知量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量比較,確定被測量對標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù),并通過數(shù)字表示出這個(gè)倍數(shù)的過程。1.2 光電檢測與

14、光電傳感器概念光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用被測信息:傳感器、檢測儀器、檢測裝置、檢測系統(tǒng)全部操作:檢測過程關(guān)于檢測的基本知識:信號采集、信號處理、信號顯示、信號輸出物理量(光、電、力、熱、磁、聲、)被測對象:宇宙萬物(固液氣體、動(dòng)物、植物、天體 )檢測器具化學(xué)量(PH、成份)生物量(酶、葡萄糖、) 光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用例:空調(diào)機(jī)測量控制室溫空氣被測對象:被測信息:檢測器具:操作過程:室內(nèi)空氣溫度溫度傳感器 - 熱電阻、熱電偶 熱敏電阻 電信號 處理 顯示空調(diào)機(jī)光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用直接測量:對儀表讀數(shù)不經(jīng)任何運(yùn)算,直接得出被測量的數(shù)值。例如:長度:直尺、游標(biāo)卡尺、千分尺電壓:萬用表質(zhì)量:天平間接測量:測

15、量幾個(gè)與被測量相關(guān)的物理量,通過函數(shù)關(guān)系式計(jì)算出被測量。例如:電功率:P = I * V(電流/電壓)重力加速度:單擺測量(L:擺的線長,T:擺動(dòng)的周期) 測量方式:光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用2、光電傳感器與敏感器的概念傳感器非電量電量(確定對應(yīng)關(guān)系)光電傳感器能量控制型-有源傳感器:光敏電阻,光電二極管三極管能量轉(zhuǎn)換型-無源傳感器:光電池基于光電效應(yīng),將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種光電器件將非電量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的電量輸出。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用敏感器光電傳感器-光電效應(yīng):將光信號轉(zhuǎn)換為電信號(確定對應(yīng)關(guān)系)可測非電量電量光電傳感器被測非電量敏感器光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用類 型實(shí) 例PN結(jié)PN光電二

16、極管(Si,Ge, GaAs)PIN光電二極管(Si)雪崩光電二極管(Si, Ge)光電晶體管(Si)集成光電傳感器和光電晶閘管(Si)非PN結(jié)光電元件(CdS, CdSe, Se, PbS)熱電元件(PZT, LiTaO3, PbTiO3)電子管類光電管,攝像管,光電倍增管其他類色敏傳感器固體圖象傳感器(SI,CCD/MOS/CPD型)位置檢測用元件(PSD)光電池光電探測器的種類光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用一般電子檢測系統(tǒng)傳感器信號變換器輸出環(huán)節(jié)傳感器:從被測對象中提取被測信號,轉(zhuǎn)化成便于測量的電參數(shù)信號變換器:完成信號的轉(zhuǎn)換、濾波和放大1.3 光電檢測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用一般光電

17、系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)光學(xué)通道光接收機(jī)光發(fā)射機(jī):分為主動(dòng)式和被動(dòng)式 主動(dòng)式:光源(或加調(diào)制器) 被動(dòng)式:無自身光源,來自被測物體的光熱輻射發(fā)射光學(xué)通道:大氣、空間、水下和光纖等光接收機(jī):收集入射的光信號并加以處理,恢復(fù)光載波信息光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)接收到的光場接收透鏡系統(tǒng)光電檢測器后續(xù)檢測處理器接收透鏡系統(tǒng):對光信號進(jìn)行濾波、聚焦,入射到光檢測器上光電檢測器:完成光電信號的轉(zhuǎn)換檢測處理電路:完成電信號的放大、調(diào)理及濾波,恢復(fù)信號。光接收機(jī)的分類功率檢測接收機(jī)直接檢測或非相干檢測外差檢測接收機(jī)相干檢測(空間相干)光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光接收機(jī)的分類圖示透鏡光電檢測器接收到的光場空間濾波器頻

18、率濾波器直接檢測接收機(jī)外差檢測接收機(jī)合束鏡光電檢測器接收到的光場本地激光器本地光場聚焦光場透鏡光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電系統(tǒng)框圖光源光學(xué)系統(tǒng)被測對象光學(xué)變換光電轉(zhuǎn)換電信號處理存儲顯示控制光電轉(zhuǎn)換:由各種光電器件來實(shí)現(xiàn),如光電檢測器件、光電攝像器件、光電熱敏器件等。光學(xué)變換:通過各種光學(xué)元件和光學(xué)系統(tǒng),如平面鏡、狹縫、透鏡、棱鏡、光柵、成像系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn) ,作用是將被測量轉(zhuǎn)換為光參量(振幅、頻率、相位、偏振態(tài),傳播方向變化等)。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電系統(tǒng)的分類1、光電系統(tǒng)的分類:廣義的光電系統(tǒng)包括兩個(gè)分支,即光電能量系統(tǒng)、光電信息系統(tǒng) (1)光電能量系統(tǒng):太陽能發(fā)電、激光加工、激光醫(yī)療、激光核聚變

19、等。主要是解決有關(guān)大功率光輻射能量的產(chǎn)生、控制、利用及向其他能量形式的轉(zhuǎn)換。(2)光電信息系統(tǒng):以光輻射和電子流為信息載體,通過光電或電光相互轉(zhuǎn)換,綜合利用光學(xué)或電子學(xué)的方法進(jìn)行信息的傳輸、采集、處理、存儲或顯示、以實(shí)現(xiàn)確定目標(biāo)的混合系統(tǒng),簡稱光電系統(tǒng)。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用2、光電系統(tǒng)大致可分作下列幾種類型。 (1)光-電型(應(yīng)用最廣泛): 被測量對象經(jīng)過光機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生光信號,其通過光電轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)入電子系統(tǒng),光學(xué)儀器的自動(dòng)化常采用這種方式。若經(jīng)AD轉(zhuǎn)換,進(jìn)一步傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理,可組成部分代替人的視覺和思維活動(dòng)的機(jī)器視覺系統(tǒng)。例如:智能化的工業(yè)在線檢測。(2)光-電-光型: 由光機(jī)系統(tǒng)采集到的

20、光信號通過光電轉(zhuǎn)換(A/D)成電信號,經(jīng)電信號處理后再經(jīng)過電光變換形成光信號輸出。例如:電視技術(shù)中的攝像管,顯像管以及聲像光盤的錄制和再現(xiàn)都是這類系統(tǒng)的代表。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用(3)電-光-電型: 電信號經(jīng)過電光變換得到可在光路中傳輸?shù)墓庑盘?,再?jīng)過光電變換為電信號后作進(jìn)一步處理或輸出。典型應(yīng)用如光纖通訊,其主要利用光纖對光信號進(jìn)行傳輸。像光纖立靶的應(yīng)用。(4)光電混合型: 其主要特點(diǎn)是使傳統(tǒng)光路實(shí)現(xiàn)光路器件的“有源化”和封閉的光束網(wǎng)絡(luò),例如光導(dǎo)纖維、空間調(diào)制器等。這將最終組成有源可控的光學(xué)系統(tǒng)和集成光路。和現(xiàn)有的無源光路比較,這是光學(xué)技術(shù)的根本變革。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用(5)電光混合型 這

21、種系統(tǒng)的目標(biāo)是將電路系統(tǒng)元器件的功能用光學(xué)方法來實(shí)現(xiàn),即所謂的電路元件的“光子化”,例如光學(xué)晶體管和光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件等,目前許多單元器件已相繼問世或正在研制中。后面兩種光電系統(tǒng)是光電技術(shù)未來的發(fā)展方向,其中的光電混合式或全光學(xué)式的光學(xué)計(jì)算機(jī)是這些系統(tǒng)最有吸引力的發(fā)展目標(biāo)。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用一、在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用在線檢測:零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位.現(xiàn)代工程裝備中,檢測環(huán)節(jié)的成本約占50-70%光電檢測技術(shù)的應(yīng)用光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用檢測技術(shù)在汽車中的應(yīng)用日新月異發(fā)動(dòng)機(jī):向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元(ECU)提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息, 對發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制 溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體

22、濃度和爆震傳感器等 汽車傳感器:汽車電子控制系統(tǒng)的信息源,關(guān)鍵部件,核心技術(shù)內(nèi)容 普通轎車:約安裝幾十到近百只傳感器, 豪華轎車:傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。 底 盤:控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等 車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油溫 車 身:提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等 溫度、濕度、風(fēng)量、日照、加速度、車速、測距、圖象等 光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用二、檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用 家用電器:數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī):自動(dòng)對焦-紅外測距傳感器數(shù)字體溫計(jì):接觸式-熱敏電阻,非接觸式-紅外傳感器自動(dòng)感應(yīng)燈:亮度檢測-光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲:

23、溫度檢測-熱敏電阻、熱電偶 、麥克風(fēng):話音轉(zhuǎn)換-駐極電容傳感器遙控接收:紅外檢測-光敏二極管、光敏三極管辦公商務(wù):可視對講、可視 :圖像獲取-面陣CCD掃描儀:文檔掃描-線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù):紅外檢測-光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生:電子血壓計(jì):血壓檢測 - 壓力傳感器血糖測試儀、膽固醇檢測儀 - 離子傳感器光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用三、檢測技術(shù)在軍事上的應(yīng)用美軍研制的未來單兵作戰(zhàn)武器夜視瞄準(zhǔn)機(jī)系統(tǒng):非冷卻紅外傳感器技術(shù)激光測距儀:可精確的定位目標(biāo)。光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用美國國家導(dǎo)彈防御計(jì)劃-NMD四、檢測技術(shù)在國防領(lǐng)域的應(yīng)用1.地基攔截器2.早期預(yù)警系統(tǒng)3.前沿部署(如雷達(dá))4.管理與控制系統(tǒng)5.

24、 衛(wèi)星紅外線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng): 探測和發(fā)現(xiàn)敵人導(dǎo)彈的發(fā)射并追蹤導(dǎo)彈的飛行軌道;攔截器:能識別真假彈頭,敵友方光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用“阿波羅10”:火箭部分-2077個(gè)傳感器飛船部分-1218個(gè)傳感器檢測參數(shù)-加速度、溫度、壓力、 振動(dòng)、流量、應(yīng)變、 聲學(xué)神州飛船:185臺(套)儀器裝置五、檢測技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用通過上面的學(xué)習(xí)我們可以看出,光電系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是:通過光電檢測所有被研究的信息都將通過各種效應(yīng)(機(jī)、熱、聲、電、磁)調(diào)制到光載波上,然后將攜帶被研究的信息光載波轉(zhuǎn)換為電信號,并通過電子線路和計(jì)算機(jī)的綜合處理,實(shí)現(xiàn)光學(xué)儀器的自動(dòng)化。因此,光電檢測作為光電系統(tǒng)的一種共性技

25、術(shù)具有重要的意義。所謂光電檢測,指的是對光信號的調(diào)制變換和接收解調(diào)兩個(gè)主要方面。 光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用高精度:從地球到月球激光測距的精度達(dá)到1米。高速度:光速是最快的。遠(yuǎn)距離、大量程:遙控、遙測和遙感。非接觸式檢測:不改變被測物體性質(zhì)的條件下進(jìn)行測量。壽命長:光電檢測中通常無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分,故測量裝置壽命長,工作可靠、準(zhǔn)確度高,對被測物無形狀和大小要求。數(shù)字化和智能化:強(qiáng)的信息處理、運(yùn)算和控制能力。光電檢測技術(shù)的特點(diǎn)光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電傳感器的類型根據(jù)光源、光學(xué)系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換器件放置位置的不同可分為:直射型:光電轉(zhuǎn)換器對著光源放置,光軸重合,對于光源為發(fā)射光通量最大方向,對于光電器件為靈敏度

26、最高的方向。反射型:分為單向反射和漫反射輻射型:被測物體本身為一輻射源,光電檢測器通過接收被測物體的輻射光能量實(shí)現(xiàn)測量。1.4 光電檢測方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用光電檢測的基本方法根據(jù)檢測原理,基本方法: 直接作用法、差動(dòng)測量法、補(bǔ)償測量法和脈沖測量法I、直接作用法:受被測物理量控制的光通量,經(jīng)光電接收器轉(zhuǎn)換后由檢測機(jī)構(gòu)可直接得到所求被測物理量。被測物理量光通量光電傳感器放大、定標(biāo)直接讀數(shù)光電系統(tǒng)的基本模型光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用II、差動(dòng)測量法:利用被測量與某一標(biāo)準(zhǔn)量相比較,所得差或數(shù)值比可反應(yīng)被測量的大小,放大相敏檢波器uACREUL調(diào)制盤被測物光楔反光鏡21雙光路差動(dòng)測量法測量物

27、體長度光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用工作原理:1=2時(shí),U=0O1212tUOtO1212tUOtO1212tUOt12時(shí),工件尺寸變小 U=S*(1-2)=S*12時(shí),工件尺寸變大 U=S*(1-2)=-S*說明:測量值的大小決定了U的幅值,測量值的正負(fù)決定于U的相位,可通過相敏檢波器得到。測量值U的幅值工件大小光電檢測工作技術(shù)應(yīng)用相敏檢測器:核心是由一個(gè)乘法器和一個(gè)濾波器,如圖一路為信號us,另一路為uR。ui=us=Eisin(1t+1), uR=ERsin(2t+2),濾波器ui或usu0uRu0=uiuR=1/2gEiERcos2(f1-f2)t+1-2)- 1/2gEiERcos(2(f1+f2)t+1+2濾去高頻信號后,u0=uiuR=1/2gEi

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