第1章 光电检测技术与应用.pptVIP

光电检测技术 机械与精密仪器学院 机械工程及自动化系 孔 令 飞 上课地点：教6-504/505 考核方式：平时20%, 考试70%, 实验10% 使用教材： 《光电检测技术与应用》, 郭培源等, 北京航空航天大学出版社, 2006. 参考书目： 《光电检测技术》, 雷玉堂等, 中国计量出版社, 1997. 《光电信号检测原理及技术》, 赵远等, 机械工业出版社, 2005. 《检测技术》, 施文康等, 机械工业出版社, 2005. 第一章 绪论 主要教学内容： 1.1 信息技术及光电检测技术 1.2 光电检测与光电传感器概念 1.3 光电检测系统的组成及特点 1.4 光电检测方法及应用发展趋势 1.1 信息技术及光电检测技术 信息技术： 感测技术、通信技术、人工智能与计算机技术、控制技术。 信息的产生和获取、转换、传输、控制、存储、处理、显示。 微电子信息技术（电集成）、光子信息技术（光集成）、光电信息技术（光电集成）。 以光集成技术为核心的有关光学元器件制造的应用技术，利用传统工艺将有源和无源光学器件集成在一起，构成能完成光学信息采集处理和存储等功能的系统 雷达测速 车载电子警察 航空航天 可拍照的手机 主要教学内容 1.1 信息技术及光电检测技术 1.2 光电检测与光电传感器概念 1.3 光电检测系统的组成及特点 1.4 光电检测方法及应用发展趋势 1.2光电检测与光电传感器概念 1、检测与测量 2、光电传感器与敏感器的概念 检测的基本概念 定义:确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作 被测对象：宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体 ……） 被测信息：物理量（光、电、力、热、磁、声、…）化学量（PH、成份…）生物量（酶、葡萄糖…） … … 全部操作： 检测器具: 传感器、检测仪器、检测装置、检测系统 检测过程: 信号采集、信号处理、信号显示、信号输出 测量：将被测的未知量与同性质的标准量比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。 测量方式：直接测量和间接测量 直接测量：对仪表读数不经任何运算，直接得出被测量的数值。例如： 长度：直尺、游标卡尺、千分尺 电压：万用表 质量：天平 温度：温度计 测量：将被测的未知量与同性质的标准量比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。 测量方式：直接测量和间接测量 1.2光电检测与光电传感器概念 1. 检测与测量 2. 光电传感器与敏感器的概念 光电传感器的种类 主要教学内容 1.1 信息技术及光电检测技术 1.2 光电检测与光电传感器概念 1.3 光电检测系统的组成及特点 1.4 光电检测方法及应用发展趋势 1.3 光电检测系统的组成及特点 一般电子检测系统 1.3 光电检测系统的组成及特点 一般光电系统 光接收机的分类图示 光电系统框图 1.3 光电检测系统的组成及特点 高精度。 高速度。 远距离，大量程。 非接触检测。 寿命长。 具有很强的信息处理和运算能力。 主要教学内容 1.1 信息技术及光电检测技术 1.2 光电检测与光电传感器概念 1.3 光电检测系统的组成及特点 1.4 光电检测方法及应用发展趋势 1.4 光电检测方法及应用发展趋势 根据光源、光学系统和光电转换器件放置位置的不同，光电传感器的类型： 直射型： 反射型： 辐射型： 光电检测的基本方法 I、直接作用法：受被测物理量控制的光通量，经光电接收器转换后由检测机构可直接得到所求被测物理量。 光电传感器的发展趋势 思考题及作业 II、差动测量法：利用被测量与某一标准量相比较，所得差或数值比可反应被测量的大小。 放大 相敏检波器 uA C R E U L 调制盘 被测物 光楔 反光镜 Φ2 Φ1 双光路差动测量法测量物体长度 工作原理： Φ O Φ1 Φ2 Φ1 Φ2 t U O t Φ O Φ1 Φ2 Φ1 Φ2 t U O t Φ O Φ1 Φ2 Φ1 Φ2 t U O t 说明：测量值的大小决定了U的幅值，测量值的正负决定于U的相位，可通过相敏检波器得到。 测量值 U的幅值 工件大小 相敏检测器： 滤去高频信号后， 滤波器 * * 章节安排 光电检测技术概述 （补充）光电检测器件的技术基础 发光与耦合器件 常用光电检测器件介绍 光电检测电路的设计 光电检测系统 光电检测技术的典型应用 光纤传感检测技术 传统的电子技术 微电子技术 光子信息技术 光电信息技术 传统的电子技术 微电子技术 光子信息技术 光电信息技术 光电检测技术 主要研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，是在电子电路和系统的超小型化和微型化过