光電檢測(cè)緒論課件

光電信號(hào)檢測(cè)Detectingofphotoelectronicsignal1設(shè)計(jì)并制作一套用電池供電的智能公交車系統(tǒng)，包括一臺(tái)能沿著黑色引導(dǎo)線自主行駛的公交車和兩個(gè)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(dǎo)線和狀態(tài)標(biāo)識(shí)線（可用電工膠帶）寬度為1.8±0.1cm，站臺(tái)?？繕?biāo)識(shí)線長(zhǎng)為20cm。起點(diǎn)與終點(diǎn)之間公交車道總長(zhǎng)約25m，公交站點(diǎn)B、C、D的位置在示意圖位置附近任意放置?；谧詣?dòng)尋跡的智能公交車系統(tǒng)

2人類對(duì)太空的研究3汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)商店的自動(dòng)門鈴窗簾自動(dòng)控制系統(tǒng)你能想出哪些光電檢測(cè)方面的應(yīng)用？

1.

2.

3.4緒論介紹：光電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及與信息技術(shù)的關(guān)系；光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成，光電檢測(cè)方法等基本概念；5主要內(nèi)容：

光電檢測(cè)技術(shù)與信息技術(shù)光電檢測(cè)技術(shù)與光電傳感器概念

光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)6光電檢測(cè)技術(shù)的概述光電檢測(cè)技術(shù)是一種測(cè)量精度高，速度快，非接觸，頻寬和信息容量大等特點(diǎn)的現(xiàn)代高新技術(shù)。它作為一門新興學(xué)科已經(jīng)成為現(xiàn)代信息科學(xué)的極為重要的組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，家庭，醫(yī)療，醫(yī)學(xué)，軍事，環(huán)境保護(hù)和空間科學(xué)等廣泛領(lǐng)域，成為信息技術(shù)領(lǐng)域中最活躍的高新技術(shù)之一。神舟七號(hào)成功發(fā)射紅外攝像監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)太陽(yáng)能板展開自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)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(shù)與光電檢測(cè)技術(shù)信息技術(shù)（即IT，InformationTechnology的縮寫）是一種綜合技術(shù)，包括四個(gè)基本內(nèi)容：感測(cè)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)等各種信息領(lǐng)域的技術(shù)。IT的普遍應(yīng)用，是進(jìn)入信息社會(huì)的標(biāo)志。一切與信息的收集、加工、存儲(chǔ)、傳輸有關(guān)的各種技術(shù)都可稱為信息技術(shù)。最新技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)8最熱門的新技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)所謂“物聯(lián)網(wǎng)”（InternetofThings），指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的，是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是利用無所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來的.

如：智能空間遠(yuǎn)程控制9信息技術(shù)的內(nèi)容感知技術(shù)：傳感技術(shù)和測(cè)量技術(shù)以及遙感、遙測(cè)技術(shù)，通過技術(shù)手段幫助人類獲得更多外部世界的信息。通信技術(shù)：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(jì)算機(jī)技術(shù)：它使人們更好地加工和再生信息?？刂萍夹g(shù)：它的作用是根據(jù)輸入的指令，對(duì)外部事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)施干預(yù)。10現(xiàn)代信息技術(shù)的種類微電子信息技術(shù)：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(shè)計(jì)、制造，并學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)輔助集成電路分析。對(duì)應(yīng)的是IC產(chǎn)業(yè)，即集成電路，簡(jiǎn)稱芯片，它是電子信息產(chǎn)品的核心器件，相當(dāng)于各種電子設(shè)備的腦細(xì)胞，承擔(dān)著運(yùn)算和存儲(chǔ)功能，是電子信息制造業(yè)的源頭。光子信息技術(shù)：光子學(xué)器件、光通信、光存儲(chǔ)，光信息處理和計(jì)算（每秒億次的光學(xué)數(shù)字處理器）21世紀(jì)將進(jìn)入光子信息時(shí)代，標(biāo)志著將實(shí)現(xiàn)Tb(1012bits)容量和Tb/s超大信息流的傳遞、存儲(chǔ)、處理和運(yùn)算。光子、光電子和微電子技術(shù)的結(jié)合，將在下世紀(jì)產(chǎn)生更高水平的信息技術(shù)。11光電信息技術(shù)：是光子技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合，是現(xiàn)代信息技術(shù)的核心，光電信息轉(zhuǎn)換與應(yīng)用。是在光頻段的微電子技術(shù)，將光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)信息的獲取、加工、傳輸、控制、處理、存儲(chǔ)與顯示。

優(yōu)點(diǎn)：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(shì)。12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)各類檢測(cè)即將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成光通量，再將光通量轉(zhuǎn)換成電量，并綜合利用信息傳送技術(shù)和信息處理技術(shù)，最后完成對(duì)各類物理量進(jìn)行在線和自動(dòng)檢測(cè)。13二、

光電檢測(cè)技術(shù)與光電傳感器概念2.1檢測(cè)與測(cè)量的概念1.什么是檢測(cè)？

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

是將被測(cè)的未知量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定被測(cè)量對(duì)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。如：電壓測(cè)量14測(cè)量的方式直接測(cè)量

對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)儀表讀數(shù)不經(jīng)任何運(yùn)算，直接得出被測(cè)量的數(shù)值。如：溫度計(jì)測(cè)量溫度，電壓表測(cè)量。間接測(cè)量測(cè)量幾個(gè)與被測(cè)量有關(guān)的物理量，通過函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)量的數(shù)值。如：功率測(cè)量，P=V*I。數(shù)學(xué)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(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)關(guān)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(cè)非電量轉(zhuǎn)化成能被傳感器接收和轉(zhuǎn)換的非電量的裝置或器件。光電傳感器基于光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種傳感器，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、宇航、廣播電視，醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)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(cè)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)電子檢測(cè)系統(tǒng)的組成:傳感器、信號(hào)調(diào)理器、輸出環(huán)節(jié)。

1.傳感器:信號(hào)變換器的作用

2.信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)：將傳感器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送輸出環(huán)節(jié)。

3.輸出環(huán)節(jié)：顯示與記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)。有顯示和記錄裝置，數(shù)據(jù)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(jī)光學(xué)信道光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)1.主動(dòng)式光電系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)由光源和調(diào)制器構(gòu)成。2.被動(dòng)式光電系統(tǒng)

光發(fā)射機(jī)為被檢測(cè)物體的熱輻射發(fā)射。火星探測(cè)器19四、

光電檢測(cè)方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)1.光電傳感器的種類（據(jù)接收位置分類）直射型：光電轉(zhuǎn)換器對(duì)著光源放置反射型：接收被測(cè)物體反射回來的光輻射型:接收被測(cè)物體輻射的光2.光電檢測(cè)的基本方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)直接得到被測(cè)物理量。差動(dòng)測(cè)量法

利用被測(cè)量與某一標(biāo)準(zhǔn)量相比較，所得差或數(shù)值比反映被測(cè)量的大小。20光電檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)框圖

電信號(hào)處理光源光學(xué)系統(tǒng)被測(cè)對(duì)象光學(xué)變換光電轉(zhuǎn)換控制顯示存儲(chǔ)21光電檢測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)高精度高速度遠(yuǎn)距離，大量程非接觸測(cè)量壽命長(zhǎng)具有很強(qiáng)的信息處理和運(yùn)算能力

（光通信，量子計(jì)算機(jī)）

量子計(jì)算機(jī)（quantumcomputer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)的概念源于對(duì)可逆計(jì)算機(jī)的研究。研究可逆計(jì)算機(jī)的目的是為了解決計(jì)算機(jī)中的能耗問題。半導(dǎo)體靠控制積體電路（集成電路）來記錄及運(yùn)算資訊，量子計(jì)算機(jī)則希望控制原子或小分子的狀態(tài)，記錄和運(yùn)算資訊（信息）

/view/18645.htm#222作業(yè)P101.71.823學(xué)習(xí)本課程的目的通過本課程學(xué)習(xí)全面系統(tǒng)地了解和掌握光電檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)應(yīng)用，使同學(xué)們能夠了解和掌握:光電檢測(cè)系統(tǒng)的基本構(gòu)成光電檢測(cè)器件的工作原理光電檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)原理光電檢測(cè)系統(tǒng)的基本原理及特性初步具備根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求完成設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單光電檢測(cè)系統(tǒng)的能力。24基本要求掌握光電信號(hào)檢測(cè)的基本知識(shí)和基本原理掌握簡(jiǎn)單光電檢測(cè)電路及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。25主要解決的問題如何正確選擇光電探測(cè)器件如何選擇光電檢測(cè)系統(tǒng)？如何設(shè)計(jì)光電檢測(cè)電路及其參數(shù)如何根據(jù)被測(cè)對(duì)象的要求，設(shè)計(jì)光電檢測(cè)系統(tǒng)26課程介紹主要內(nèi)容：第一章緒論及光輻射物理基礎(chǔ)第二章光電檢測(cè)器件工作原理及特性第三章半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件及應(yīng)用第四章光電信號(hào)檢測(cè)電路第五章光電直接檢測(cè)系統(tǒng)第六章光電外差檢測(cè)系統(tǒng)第八章光電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集與微機(jī)接口第九章光電檢測(cè)系統(tǒng)的典型應(yīng)用27教材《光電檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用》郭培源付揚(yáng)編著北京航空航天大學(xué)出版社考核方法 閉卷考試（筆試）成績(jī)?cè)u(píng)定方法平時(shí)成績(jī)40%（作業(yè)15%，實(shí)驗(yàn)15%，平時(shí)到課情況10%）+期末考試60%28總課時(shí)45課時(shí)講授課30課時(shí)10次課3-420教室

2月底~4月底結(jié)束實(shí)驗(yàn)課15課時(shí)5次光電子實(shí)驗(yàn)室

5月29課堂紀(jì)律準(zhǔn)時(shí)上課（遲到記錄，說明遲到理由）認(rèn)真聽講，至少不要發(fā)出聲音影響到別人按時(shí)交作業(yè)，少于三分之一取消考試資格實(shí)驗(yàn)課親自參與，嚴(yán)禁打醬油實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完整，分析總結(jié)不缺項(xiàng)，字跡工整30參考書目1《光電測(cè)試技術(shù)》，浦昭邦編，機(jī)械工業(yè)出版社，20052《光電檢測(cè)技術(shù)》，曾光宇編，清華大學(xué)出版社，20054《光電檢測(cè)技術(shù)》，羅先和、張廣軍編著，北京航空航天大學(xué)出版社，19953《光電信號(hào)檢測(cè)原理與技術(shù)》，趙遠(yuǎn)、張宇編著，機(jī)械工業(yè)出版社5《光電探測(cè)原理》安毓英、曾曉東編著，西安電子科技大學(xué)出版社，20046《光電子技術(shù)》姚建銓于意仲主編，高等教育出版社20067《光電檢測(cè)技術(shù)》，雷玉堂、王慶有等編著，中國(guó)計(jì)量出版社，1