光電檢測緒論課件

光電信號檢測Detectingofphotoelectronicsignal1設計并制作一套用電池供電的智能公交車系統(tǒng)，包括一臺能沿著黑色引導線自主行駛的公交車和兩個電子公交站，公交車行駛線路如下圖所示。公交道路寬為60cm，公交道路用光滑平整的白紙制作，黑色小車引導線和狀態(tài)標識線（可用電工膠帶）寬度為1.8±0.1cm，站臺?？繕俗R線長為20cm。起點與終點之間公交車道總長約25m，公交站點B、C、D的位置在示意圖位置附近任意放置?；谧詣訉ほE的智能公交車系統(tǒng)

2人類對太空的研究3汽車倒車雷達系統(tǒng)商店的自動門鈴窗簾自動控制系統(tǒng)你能想出哪些光電檢測方面的應用？

1.

2.

3.4緒論介紹：光電檢測技術的應用及與信息技術的關系；光電檢測系統(tǒng)的組成，光電檢測方法等基本概念；5主要內容：

光電檢測技術與信息技術光電檢測技術與光電傳感器概念

光電檢測系統(tǒng)的組成及特點光電檢測方法及應用發(fā)展趨勢6光電檢測技術的概述光電檢測技術是一種測量精度高，速度快，非接觸，頻寬和信息容量大等特點的現代高新技術。它作為一門新興學科已經成為現代信息科學的極為重要的組成部分，廣泛應用于工業(yè)，農業(yè)，家庭，醫(yī)療，醫(yī)學，軍事，環(huán)境保護和空間科學等廣泛領域，成為信息技術領域中最活躍的高新技術之一。神舟七號成功發(fā)射紅外攝像監(jiān)測及控制系統(tǒng)太陽能板展開自動跟蹤太陽光伏發(fā)電智能紅外監(jiān)控系統(tǒng)《偷天陷阱》博物館的紅外監(jiān)控系統(tǒng)7

一、

信息技術與光電檢測技術信息技術（即IT，InformationTechnology的縮寫）是一種綜合技術，包括四個基本內容：感測技術；通信技術；人工智能與計算機技術，控制技術等各種信息領域的技術。IT的普遍應用，是進入信息社會的標志。一切與信息的收集、加工、存儲、傳輸有關的各種技術都可稱為信息技術。最新技術：物聯(lián)網8最熱門的新技術：物聯(lián)網所謂“物聯(lián)網”（InternetofThings），指的是將各種信息傳感設備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網結合起來而形成的一個巨大網絡。其目的，是讓所有的物品都與網絡連接在一起，方便識別和管理。物聯(lián)網是利用無所不在的網絡技術建立起來的.

如：智能空間遠程控制9信息技術的內容感知技術：傳感技術和測量技術以及遙感、遙測技術，通過技術手段幫助人類獲得更多外部世界的信息。通信技術：傳遞、交換和分配信息，可以消除和克服空間上的限制。人工智能與計算機技術：它使人們更好地加工和再生信息。控制技術：它的作用是根據輸入的指令，對外部事物的運動狀態(tài)實施干預。10現代信息技術的種類微電子信息技術：主要研究新型電子器件及大規(guī)模集成電路與集成系統(tǒng)的設計、制造，并學會用計算機輔助集成電路分析。對應的是IC產業(yè)，即集成電路，簡稱芯片，它是電子信息產品的核心器件，相當于各種電子設備的腦細胞，承擔著運算和存儲功能，是電子信息制造業(yè)的源頭。光子信息技術：光子學器件、光通信、光存儲，光信息處理和計算（每秒億次的光學數字處理器）21世紀將進入光子信息時代，標志著將實現Tb(1012bits)容量和Tb/s超大信息流的傳遞、存儲、處理和運算。光子、光電子和微電子技術的結合，將在下世紀產生更高水平的信息技術。11光電信息技術：是光子技術與微電子技術的結合，是現代信息技術的核心，光電信息轉換與應用。是在光頻段的微電子技術，將光學技術與電子技術相結合實現信息的獲取、加工、傳輸、控制、處理、存儲與顯示。

優(yōu)點：既有光的快速又有電子信息的便捷，因而具有無可比擬的優(yōu)勢。12光電檢測技術：

是光電信息技術的主要技術之一，利用光電傳感器實現各類檢測即將被測量轉換成光通量，再將光通量轉換成電量，并綜合利用信息傳送技術和信息處理技術，最后完成對各類物理量進行在線和自動檢測。13二、

光電檢測技術與光電傳感器概念2.1檢測與測量的概念1.什么是檢測？

通過一定的物理方式分辨出被測參數量并歸屬到某一范圍帶，以此來判別被測參數是否合格或參數量是否存在。如：蔬菜農藥殘留檢測2.什么是測量？

是將被測的未知量與同性質的標準量進行比較，確定被測量對標準量的倍數，并通過數字表示出這個倍數的過程。如：電壓測量14測量的方式直接測量

對被測量進行測量時，對儀表讀數不經任何運算，直接得出被測量的數值。如：溫度計測量溫度，電壓表測量。間接測量測量幾個與被測量有關的物理量，通過函數關系計算出被測量的數值。如：功率測量，P=V*I。數學模型的建立

152.2光傳感器與敏感器的概念傳感器將非電量轉換為對應關系的電量輸出，分為有源傳感器和無源傳感器兩種類型。敏感器將被測非電量轉化成能被傳感器接收和轉換的非電量的裝置或器件。光電傳感器基于光電效應，將光信號轉換為電信號的一種傳感器，廣泛應用于自動控制、宇航、廣播電視，醫(yī)療等各個領域。16光電傳感器的種類光電二極管光電晶體管光敏電阻光電耦合器集成光電傳感器光電池CCD,COMS圖像傳感器17光電檢測系統(tǒng)的組成及特點電子檢測系統(tǒng)的組成:傳感器、信號調理器、輸出環(huán)節(jié)。

1.傳感器:信號變換器的作用

2.信號調理環(huán)節(jié)：將傳感器輸出的信號轉換為標準信號，送輸出環(huán)節(jié)。

3.輸出環(huán)節(jié)：顯示與記錄檢測數據。有顯示和記錄裝置，數據通信接口和控制裝置。18光電系統(tǒng)的基本模型：

光發(fā)射機光學信道光接收機光發(fā)射機1.主動式光電系統(tǒng)光發(fā)射機由光源和調制器構成。2.被動式光電系統(tǒng)

光發(fā)射機為被檢測物體的熱輻射發(fā)射。火星探測器19四、

光電檢測方法及應用發(fā)展趨勢1.光電傳感器的種類（據接收位置分類）直射型：光電轉換器對著光源放置反射型：接收被測物體反射回來的光輻射型:接收被測物體輻射的光2.光電檢測的基本方法直接作用法受被測物理量控制的光通量，經光電接收器轉換成電量后由檢測機構直接得到被測物理量。差動測量法

利用被測量與某一標準量相比較，所得差或數值比反映被測量的大小。20光電檢測系統(tǒng)系統(tǒng)框圖

電信號處理光源光學系統(tǒng)被測對象光學變換光電轉換控制顯示存儲21光電檢測系統(tǒng)特點高精度高速度遠距離，大量程非接觸測量壽命長具有很強的信息處理和運算能力

（光通信，量子計算機）

量子計算機（quantumcomputer）是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。半導體靠控制積體電路（集成電路）來記錄及運算資訊，量子計算機則希望控制原子或小分子的狀態(tài)，記錄和運算資訊（信息）

/view/18645.htm#222作業(yè)P101.71.823學習本課程的目的通過本課程學習全面系統(tǒng)地了解和掌握光電檢測技術的基礎理論和基礎應用，使同學們能夠了解和掌握:光電檢測系統(tǒng)的基本構成光電檢測器件的工作原理光電檢測電路的設計原理光電檢測系統(tǒng)的基本原理及特性初步具備根據實際應用要求完成設計出簡單光電檢測系統(tǒng)的能力。24基本要求掌握光電信號檢測的基本知識和基本原理掌握簡單光電檢測電路及系統(tǒng)的設計原理。25主要解決的問題如何正確選擇光電探測器件如何選擇光電檢測系統(tǒng)？如何設計光電檢測電路及其參數如何根據被測對象的要求，設計光電檢測系統(tǒng)26課程介紹主要內容：第一章緒論及光輻射物理基礎第二章光電檢測器件工作原理及特性第三章半導體光電檢測器件及應用第四章光電信號檢測電路第五章光電直接檢測系統(tǒng)第六章光電外差檢測系統(tǒng)第八章光電信號的數據采集與微機接口第九章光電檢測系統(tǒng)的典型應用27教材《光電檢測技術與應用》郭培源付揚編著北京航空航天大學出版社考核方法 閉卷考試（筆試）成績評定方法平時成績40%（作業(yè)15%，實驗15%，平時到課情況10%）+期末考試60%28總課時45課時講授課30課時10次課3-420教室

2月底~4月底結束實驗課15課時5次光電子實驗室

5月29課堂紀律準時上課（遲到記錄，說明遲到理由）認真聽講，至少不要發(fā)出聲音影響到別人按時交作業(yè)，少于三分之一取消考試資格實驗課親自參與，嚴禁打醬油實驗報告內容完整，分析總結不缺項，字跡工整30參考書目1《光電測試技術》，浦昭邦編，機械工業(yè)出版社，20052《光電檢測技術》，曾光宇編，清華大學出版社，20054《光電檢測技術》，羅先和、張廣軍編著，北京航空航天大學出版社，19953《光電信號檢測原理與技術》，趙遠、張宇編著，機械工業(yè)出版社5《光電探測原理》安毓英、曾曉東編著，西安電子科技大學出版社，20046《光電子技術》姚建銓于意仲主編，高等教育出版社20067《光電檢測技術》，雷玉堂、王慶有等編著，中國計量出版社，1