光電檢測(cè)技術(shù)課件第一章

光電檢測(cè)技術(shù)課件第一章第1頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2前言一、光電檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用在線檢測(cè)：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位….第2頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3前言二、光電檢測(cè)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(duì)焦---紅外測(cè)距傳感器自動(dòng)感應(yīng)燈：亮度檢測(cè)---光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測(cè)---熱敏電阻、熱電偶遙控接收：紅外檢測(cè)---光敏二極管、光敏三極管可視對(duì)講、可視電話：圖像獲取---面陣CCD辦公商務(wù)：掃描儀：文檔掃描---線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測(cè)---光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：數(shù)字體溫計(jì)：接觸式---熱敏電阻，非接觸式---紅外傳感器第3頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4前言三、光電檢測(cè)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用夜視瞄準(zhǔn)機(jī)系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù)激光測(cè)距儀：可精確的定位目標(biāo)美軍研制的未來(lái)單兵作戰(zhàn)武器第4頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5前言喂鈔臺(tái)顯示面板功能鍵預(yù)置健接鈔輪接鈔臺(tái)接鈔臺(tái)傳感器新版鍵喂鈔臺(tái)傳感器幣長(zhǎng)調(diào)節(jié)輪四、光電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介第5頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6前言1.接鈔臺(tái)傳感器 2.接鈔導(dǎo)板 3.記數(shù)穿透?jìng)鞲衅?.接鈔輪 5.喂鈔輪 6.捻鈔輪7.壓鈔輪 8.喂鈔臺(tái)板 9.喂鈔臺(tái)調(diào)節(jié)螺桿第6頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7前言主要工作模塊激光檢測(cè)—激光光源的應(yīng)用紅外穿透檢測(cè)—紅外信號(hào)的檢測(cè)熒光反應(yīng)的檢測(cè)—熒光信號(hào)的檢測(cè)紙寬的檢測(cè)—紅外發(fā)光二極管及接收二極管的應(yīng)用喂鈔臺(tái)、接鈔臺(tái)傳感器—紅外對(duì)管的應(yīng)用用一定波長(zhǎng)的紅外激光照射第五版人民幣上的熒光字，會(huì)使熒光字產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的激光，通過(guò)對(duì)此激光的檢測(cè)可辨別鈔票的真假。由于仿制困難，故用于辨?zhèn)魏軠?zhǔn)確。紅外穿透的工作原理是利用人民幣的紙張比較堅(jiān)固、密度較高以及用凹印技術(shù)印刷的油墨厚度較高，因而對(duì)紅外信號(hào)的吸收能力較強(qiáng)來(lái)辨別鈔票的真假。人民幣的紙質(zhì)特征與假鈔的紙質(zhì)特征有一定的差異，用紅外信號(hào)對(duì)鈔票進(jìn)行穿透檢測(cè)時(shí)，它們對(duì)紅外信號(hào)的吸收能力將會(huì)不同，利用這一原理，可以實(shí)現(xiàn)辨?zhèn)?。熒光檢測(cè)的工作原理是針對(duì)人民幣的紙質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。人民幣采用專(zhuān)用紙張制造（含85％以上的優(yōu)質(zhì)棉花），假鈔通常采用經(jīng)漂白處理后的普通紙進(jìn)行制造，經(jīng)漂白處理后的紙張?jiān)谧贤饩€（波長(zhǎng)為365nm的藍(lán)光）的照射下會(huì)出現(xiàn)熒光反應(yīng)（在紫外線的激發(fā)下衍射出波長(zhǎng)為420－460nm的藍(lán)光），人民幣則沒(méi)有熒光反應(yīng)。所以，用紫外光源對(duì)運(yùn)動(dòng)鈔票進(jìn)行照射并同時(shí)用硅光電池檢測(cè)鈔票的熒光反映，可判別鈔票真假。

主要是用于根據(jù)鈔票經(jīng)過(guò)此紅外發(fā)光及接收二極管所用的時(shí)間及電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)間接的計(jì)算出鈔票的寬度，并對(duì)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，比如有無(wú)卡紙等；同時(shí)也能根據(jù)鈔票的寬度判斷出其面值。在點(diǎn)鈔機(jī)的喂鈔臺(tái)和取鈔臺(tái)部分分別有一個(gè)作為有無(wú)鈔票的發(fā)射接收紅外對(duì)管，用來(lái)檢測(cè)是否有鈔票放入或取出。第7頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8前言學(xué)習(xí)本課程的目的1了解光電檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成，光電檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。2掌握光電檢測(cè)器件的工作原理及基本特性，了解它們的應(yīng)用范圍。3能夠根據(jù)特性參數(shù)選擇合適光電器件,熟悉常用器件的性能指標(biāo)。4了解光纖傳感檢測(cè)技術(shù)的原理和應(yīng)用。5掌握常用光電測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、處理和轉(zhuǎn)換的方法，了解所需的元器件、儀器和相關(guān)的接口技術(shù)。第8頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9課程簡(jiǎn)介及要求本課為考查課，共40學(xué)時(shí)（其中講授34學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)）本課的主要內(nèi)容：光電技術(shù)中涉及的光學(xué)基本定律和一些常用物理量及其單位檢測(cè)系統(tǒng)中常用光源的工作原理和性能特征光電器件的原理、特點(diǎn)，通過(guò)學(xué)習(xí)會(huì)正確選用光電器件常用光電檢測(cè)電路，根據(jù)光電器件的特點(diǎn)選擇和設(shè)計(jì)光電檢測(cè)電路典型的光電檢測(cè)系統(tǒng)第9頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10課程簡(jiǎn)介及要求教材：《光電檢測(cè)技術(shù)》第2版，曾光宇等編，清華大學(xué)出版社參考資料：郭培源等，《光電檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用》，北航出版社.

安毓英等，《光學(xué)傳感與測(cè)量》，電子工業(yè)出版社.浦昭邦等，《光電測(cè)試技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社.范志剛等，《光電測(cè)試技術(shù)》第2版，電子工業(yè)出版社.孫圣和等，《光纖測(cè)量與傳感技術(shù)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.安毓英等，《光電子技術(shù)》，電子工業(yè)出版社.第10頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月11課程簡(jiǎn)介及要求考試成績(jī)：分為優(yōu)、良、中、及格和不及格.考核方式：平時(shí)出勤率：20分，缺席一次扣2分.事假病假每次扣一分.作業(yè)完成情況：15分.實(shí)驗(yàn)完成情況：15分.結(jié)課開(kāi)卷考試：50分.第11頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12第一章緒論光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)信息技術(shù)與光電檢測(cè)技術(shù)光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)123本章重點(diǎn)：光電檢測(cè)方法主要內(nèi)容：第12頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13第一章緒論

§1.1信息技術(shù)與光電檢測(cè)技術(shù)§1.1信息技術(shù)與光電檢測(cè)技術(shù)三大要素物質(zhì)（基礎(chǔ)）能量（動(dòng)力）信息（橋梁）可度量、轉(zhuǎn)換、處理、控制、顯示、存儲(chǔ)、傳遞、可壓縮、可再生、可利用、可共享等特征。電子信息技術(shù)（電子學(xué)方法）光學(xué)信息技術(shù)（光學(xué)方法）光電信息技術(shù)光電檢測(cè)技術(shù)光學(xué)材料：光纖、光柵、激光材料等光學(xué)器件：激光器、耦合器、調(diào)制器光存儲(chǔ)：光盤(pán)光顯示：液晶、等離子顯示光信息傳輸：遠(yuǎn)程傳輸、光空間通信光信息處理：光圖像處理等感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)信息科學(xué)信息技術(shù)從工程應(yīng)用上從理論上信息獲取、處理、傳遞、存儲(chǔ)、顯示等第13頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月14第一章緒論§1.1信息技術(shù)與光電檢測(cè)技術(shù)光電檢測(cè)技術(shù)：是光電信息技術(shù)的主要技術(shù)之一，利用光電傳感器實(shí)現(xiàn)各類(lèi)檢測(cè)，被測(cè)量光通量電量，并綜合運(yùn)用信息傳遞技術(shù)和信息處理技術(shù)，完成對(duì)各種物理量進(jìn)行在線和自動(dòng)檢測(cè)。第14頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月15第一章緒論§1.2光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)§1.2光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)一、光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成傳感器信息處理電路電信號(hào)處理存儲(chǔ)顯示控制電子檢測(cè)系統(tǒng)第15頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月16想想和電子檢測(cè)系統(tǒng)的差別在哪？第一章緒論§1.2光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)激光外徑掃描儀原理圖第16頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月17獲得測(cè)量所需要的光載波（如激光、平行光）光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，用各種光電器件來(lái)完成。第一章緒論§1.2光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)變換電路光電傳感光源光學(xué)系統(tǒng)被測(cè)對(duì)象光學(xué)變換電信號(hào)處理存儲(chǔ)顯示控制光學(xué)變換電路處理被測(cè)量轉(zhuǎn)換為光參量（振幅、頻率、相位、傳播方向等變化）通過(guò)各種光學(xué)元件和光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)系統(tǒng)框圖第17頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月18第一章緒論§1.2光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)二、光電檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)結(jié)合了光學(xué)測(cè)量和電子測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)：高精度：從地球到月球激光測(cè)距的精度達(dá)到1米。高速度：以光為媒介，而光是各種物質(zhì)中傳播速度最快的。遠(yuǎn)距離、大量程：遙控、遙測(cè)和遙感，如武器制導(dǎo)、光電跟蹤、電視遙測(cè)等。非接觸式檢測(cè)：不改變被測(cè)物體性質(zhì)的條件下進(jìn)行測(cè)量。壽命長(zhǎng)：光電檢測(cè)中通常無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分，故測(cè)量裝置壽命長(zhǎng)，工作可靠、準(zhǔn)確度高，對(duì)被測(cè)物無(wú)形狀和大小要求。數(shù)字化和智能化：很強(qiáng)的信息處理、運(yùn)算和控制能力，可以將復(fù)雜信息并行處理，用光電方法還便于信息的控制和存儲(chǔ)，易于與計(jì)算機(jī)連接，易于實(shí)現(xiàn)智能化。第18頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月19第一章緒論§1.3光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)§1.3光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)一、光電檢測(cè)方法

1、根據(jù)光源、光學(xué)系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換器件放置的位置不同，可以分為三種：

直射型：反射型：輻射型：光電轉(zhuǎn)換器對(duì)這光源放置，并使他們的光軸重合，即對(duì)于光源為發(fā)射光通量最大方向，對(duì)于光電轉(zhuǎn)換器件為靈敏度最高方向。例傳送帶上對(duì)物體計(jì)數(shù)測(cè)量。分為單向反射和漫反射，光電接收器接收被測(cè)物體的單向反射光或者慢反射光。被測(cè)物體本身就是一個(gè)輻射源，光電接收器通過(guò)接收被測(cè)物的輻射光能量實(shí)現(xiàn)測(cè)量。第19頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月20第一章緒論§1.3光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)2、根據(jù)檢測(cè)原理可分為直接作用法、差動(dòng)測(cè)量法、補(bǔ)償測(cè)量法和脈沖測(cè)量法：

直接作用法：受被測(cè)物理量控制的光通量，經(jīng)光電接收器轉(zhuǎn)換成電量后由檢測(cè)機(jī)構(gòu)可直接得到所求被測(cè)物理量。此法簡(jiǎn)單，但精度差。尤其容易受光源波動(dòng)、電源波動(dòng)等影響較大，適合測(cè)量精度要求不高的場(chǎng)合。差動(dòng)測(cè)量法：利用被測(cè)量與某一標(biāo)準(zhǔn)量相比較，所得差或者數(shù)值比可反映被測(cè)量的大小。第20頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月21第一章緒論§1.3光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)雙光路差動(dòng)測(cè)量法測(cè)量物體長(zhǎng)度補(bǔ)償測(cè)量法：用光或電的方法補(bǔ)償由被測(cè)量變化引起的光通量變化，補(bǔ)償器的可動(dòng)元件連接讀數(shù)裝置指示出補(bǔ)償量值，補(bǔ)償值大小反映被測(cè)量變化的大小。第21頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月22第一章緒論§1.3光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)脈沖測(cè)量法：將被測(cè)量的光通量轉(zhuǎn)換成電脈沖，其參數(shù)（脈寬、相位、頻率、脈沖數(shù)量等）反映被測(cè)量的大小。1）脈寬方法測(cè)量長(zhǎng)度脈寬法測(cè)長(zhǎng)度原理框圖分析一下！第22頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月23第一章緒論§1.3光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)2）頻率法測(cè)速頻率法測(cè)速原理框圖你來(lái)分析第23頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月24第一章緒論§1.3光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)二、光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)納米、亞納米高精度的光電測(cè)量新技術(shù)。小型、快速的微型光、機(jī)、電檢測(cè)系統(tǒng)。非接觸、快速在線測(cè)量。微空間三維測(cè)量技術(shù)和大空間三維測(cè)量技術(shù)。閉環(huán)控制的光電檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光電測(cè)量與光電控制一體化。向人們無(wú)法觸及的領(lǐng)域發(fā)展。光電跟蹤與光電掃描測(cè)量技術(shù)。第24頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月25光電檢測(cè)方法分類(lèi)直射型按光源和光電器件位置反射型輻射型光電轉(zhuǎn)換器對(duì)這光源放置，并使他們的光軸重合，即對(duì)于光源為發(fā)射光通量最大方向，對(duì)于光電轉(zhuǎn)換器件為靈敏度最高方向。例傳送帶上對(duì)物體計(jì)數(shù)測(cè)量。光電接收器接收被測(cè)物體的單向反射光或者慢反射光。被測(cè)物體本身就是一個(gè)輻射源，光電接收器通過(guò)接收被測(cè)物的輻射光能量實(shí)現(xiàn)測(cè)量第一章重點(diǎn)知識(shí)總結(jié)第25頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月26直接作用法根據(jù)