光电测量仪器论文

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中国地质大学光电检测论文

中国地质大学光电检测论文

光电检测报告学生姓名:陈垚班级:071123学号:20121001280指导老师:李刚2014年12月6日光电技术运用与发展陈垚摘要:光电技术是目前十分热门的一门新兴技术。

20世纪60年代激光问世以来最初应用于激光测距等少数应用。

到70年代,由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤,光电子技术才迅速发展起来。

全世界铺设的通信光纤总长超过1000万公里主要用于建设宽带综合业务数字通信网。

以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术成为市场最大的电子产品。

人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望,希望获得功耗低、响应带宽很大噪音低的光电子技术。

当今全球范围内已经公认光电子产业是本世纪的第一主导产业是经济发展的制高点光电子产业的战略地位是不言而喻的。

鉴于此光电子技术应用的开发被世界各国所关注新的应用领域也在不断发现中。

理论是发展的基础,发展是理论的延续。

对于较新兴的技术领域更是如此。

近年来,我国光电子技术理论论文发表数量逐年增加,论文年平均增长率在光电子技术领域的所有专业中最高,这为光电子技术的进一步发展和产业化奠定了厚实的基础。

关键词:自动化;光电催化氧化;航空侦查;深空探测Application of photoelectric technology and developmentchenyaoAbstract:Photoelectric technology is a new technology at present very popular. In twentieth Century the 60 time since the advent of laser was first applied in laser range finder and a few application. To the 70's, due to the fiber transmission lossat room temperature semiconductor lasers and continuous operation under verylow, photoelectron technology developed rapidly. Communication optical fiberlength of the world laid more than 10000000 kilometers is mainly used for theconstruction of broadband integrated service digital communication network. In order to CD for generation. Table of information storage and laser printers, copiers and LED large screenreality as the representative of the information display technology has becomethe biggest market for electronic products. The people of the optoelectronicneural network computer technology have great hopes to obtain low power consumption, response optoelectronic technology with large bandwidth low noise.In the world has recognized the photoelectron industry is the first leading industries of this century is the strategic position of the commanding heights ofphotoelectron industry of economic development is self-evident. In view of the development of the optoelectronic technology application is a focus in the worldnew applications are constantly found in. China electronic technology anddevelopment from "six five" to start the of optoelectronic technologyin laser technology mainly. In 1987 the Ministry of science and technology to the photoelectron information included in the "863" plan to give research and support the development of laser science and technology has been paid great attentionthe country played an important role in national defense construction and socialapplication. The original foundation of optoelectronic industry in our country is a military optics, optoelectronics and infrared technology in military.Keywords: optical fiber communication, optical camouflage, national defense,industry, air reconnaissance专题一、光电技术在工业中的运用(自动化)一、背景介绍我们知道在现代科技不断发展的过程中,光电技术以其独特的应用优势,逐渐出现在各行业中。

光电检测技术论文

光电检测技术论文

光电检测技术的特点、应用现状及发展前景【摘要】光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一,是利用光电传感器实现各类检测,即将被测量转换成光通量,再将光通量转换成电量。

随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理技术的提高,它以测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高及自动化程度高等突出特点发展十分迅速,应用现状非常好,并且有着很好的发展前景。

【关键词】光电检测,光电传感器,特点,应用现状,发展前景引言:随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理与技术的提高,光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用发展起来的新兴学科,已成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分。

光电检测技术具有测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高、以及自动化程度高等突出特点,令其发展十分迅速,并推动着信息科学技术的发展。

它将光学技术与现代电子技术相结合,广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域。

本文从光电检测技术本身特点出发,简述它在工业、资源、环境测温等领域的应用现状及其发展前景。

1,光电检测技术1.1光电检测技术的原理光电检测系统的工作原理图如下图所示:光电检测系统原理图1.2光电检测技术的特点光电检测技术将光学技术与电子技术相结合实现对各种量的检测,具有如下特点:①高精度。

光电检测的精度是各种检测技术中精度最高的一种,如用激光干涉法检测长度的精度可达0.05um/m;光栅莫尔条纹法测角可达0.04";用激光测距法测量地球与月球之间距离的分辨率可达1m。

②高速度。

光电检测以光为媒介,而光是各种物质中传播速度最快的,无疑用光学的方法获取和传递信息是最快的。

③远距离、大量程。

光是最便于远距离传播的介质,尤其适用于遥控和遥测,如武器制导、光电跟踪、电视遥测等。

④非接触检测。

光照到被测物体上可以认为是没有测量力的,因此也无摩擦,可以实现动态测量,是各种检测方法中效率最高的一种。

光电测试技术论文

光电测试技术论文

光电测试技术论文概论光电图像检测系统的知识涉及面广,在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中皆有着非常广泛的应用, 是现代工科学生必须掌握的一门知识。

光电图像检测系统以其非接触、高灵敏度、高精度、快速、实时等特点,成为现代检测技术重要的手段和方法之一。

光电图像检测系统内容多、涉及知识面广,包括光学、光电子学、电子学、计算机、机械结构等学科内容。

描述光电成像系统动态特性的参数有多项,其中对运动目标的图像探测特性是其最重要的特性。

这项特性定埴地表征了综合光电成像系统的惰性环节对系统成像过程的影响,全面确定了光电成像系统对动目标的探删和捕获能力。

1动态目标探测特性测试的理论模型光电成像系统的静态图像探测特性可以采用分辨力以及光学传递函数[或点扩散函数]表示。

当光电成像系统中存在有惰性器件(如光电导器件、电子束扫描、电路的积分环节、显示器件等)时,将导致对动态目标的分辨能力下降这是由于惰性环节产生的时滞图像信号造成图像模糊所至一。

因此,光电成像系统的静态分辨力并不等于动态分辨力光电成像系统的动态分辨力可以用如下的数学过程建立其基本概念。

如果令光电成像系统惰性环节的时间脉冲响应函数为p(t).则动态输出图像函数h(x,y)可以表示为静态输出图像函数的卷积考虑到P (t)是时间的函数,所以要转换变量,利用运动速度函数v(x,y )将时间p(t)变换为空间座标变量的函数p(t )定量地描述了惰性环节对动态成像过程的影响,由此可知光电成像系统的动态成像特性既取决于情性环节的时间响应特性又取决于目标运动的速度。

为此要了解光电成像系统的动态图像探测特性, 必须测定各种运动速度条件下光电成像系统的的动态图像分辨力,即用各种速度下光电成像系统的极限分辨力曲线来表征光电成像系统动态图像探测特性,该曲线称为光电成像系统动态图像探测特性曲线。

2方法与测试系统2.1 测试方法根据常用的检测光电成像系统空间分鞲特性的方法,结合自行研制的运动目标生成驱动装置,选择矩形以相临两亮线条(或暗线条)之间的中心距离作为空间周期,则它的倒数可视为空间频率,发二极管阵列产生空间频率对比度为C 1(f ) 定速度运动的矩形光栅经微光电视系统成像后成像在光电综合仪器动态测试系统显示屏幕上。

光电测量仪器的原理与使用方法

光电测量仪器的原理与使用方法

光电测量仪器的原理与使用方法光电测量仪器是一种广泛应用于工业领域的测量设备,主要用于检测和测量光学信号。

它能够利用光的特性,准确地测量各种物理量,如光强、光谱、颜色等,并将其转化为电信号进行分析和处理。

本文将介绍光电测量仪器的原理和使用方法,帮助读者更好地理解和应用该技术。

一、光电测量仪器的原理光电测量仪器的原理基于光电效应和光电转换的原理。

光电效应是指当光线照射到金属或半导体等材料表面时,产生电子的现象。

通过合适的探测器,可以将光信号转化为电信号,从而实现光的测量。

根据光电效应的不同机制,光电测量仪器可以分为光电导型和光电离型。

光电导型是利用光线照射到半导体材料上,激发载流子的产生和运动,从而产生光电流。

这种测量方法主要适用于光强或光照度的测量。

常用的光电导型探测器有光敏二极管和光电导管。

光电离型则是利用通过光电转换器件,将光信号转化为电压或电流信号。

光电离型的测量方法适用于测量光谱、颜色等参数。

常见的光电离型探测器有光电二极管、光电倍增管和光电截止管等。

二、光电测量仪器的使用方法1. 准备工作:在使用光电测量仪器之前,需要对仪器进行一些准备工作。

首先,确保仪器的连接正确,并检查电源供应是否正常。

通过校准仪器并进行零点校准,以确保测量结果的准确性。

另外,还需根据实际需要选择合适的光源,并进行适当的光路设计和光学系统的调整。

2. 测量操作:在开始测量之前,需要根据具体的测量要求选择合适的探测器和测量方式。

根据被测量对象的特性,选择适当的测量范围和测量量程,并进行相应的参数设置。

然后,通过操作控制器或软件程序启动测量过程,并观察和记录测量结果。

3. 数据分析:测量完成后,需要对测得的数据进行分析和处理。

根据实际需要,可以进行数据平滑、滤波、采样等操作,以得到更精确和可靠的结果。

如果需要进一步分析,还可以将数据导入计算机或其他分析软件进行进一步处理。

4. 维护保养:为了保持仪器的正常运行和延长其使用寿命,需要定期进行维护和保养。

光电检测技术在监测中的应用与发展趋势论文

光电检测技术在监测中的应用与发展趋势论文

光电检测技术论文——光电检测技术在监测中的应用与发展趋势学生:班级:学号:指导老师:时间:目录目录 (1)摘要 (2)一、前言 (4)二、光电检测技术 (4)2.1光电检测技术的概述 (4)2.2光电检测技术原理 (5)2.3光电检测技术的特点 (5)2.4光电检测技术的发展现状 (6)2.5光电检测技术的发展趋势 (8)光电检测技术在监测中的应用 (10)3.1光电检测技术在工业监测中的应用 (10)3.2光电检测技术在军事监测中的应用 (12)3.3光电检测在能源发面的应用 (16)四、发展前景 (17)五、总结 (20)参考文献 (20)摘要:随着光电检测技术的发展,几乎在各个领域得到研究与应用。

简述了光电检测技术的发展现状以与在某个领域的应用。

首先介绍了光电检测技术的概述,光电检测技术原理,光电检测技术的特点,光电检测技术的发展现状以与光电检测技术的发展趋势;然后分别简述了光电检测技术在工业、军事、能源监测方面的应用;最后介绍了光电检测技术的前景。

关键字:光电检测技术;工业监测;军事监测;前景AbstractWith the development of photoelectric detection technology,and it has been studied and used in almost every field.There are to describe the current situation of the development of photoelectric detectiontechnology and the application in a certain field.Firstly,it introduces the overview of the principle of photoelectric detection technology, photoelectric detection technology, the characteristics of photoelectric detection technology, the development trend of the current situation of the development of photoelectric detection technology and photoelectric detection technology; then respectively introduces the use of photoelectric detection technology in industrial, military and energy monitoring; finally introduced the prospect of photoelectric detection technology.Keywords: photoelectric detection technology; industrial monitoring; military surveillance; energy monitoring; prospect一、前言随着现代科学技术以与复杂自动控制系统和信息处理和技术的提高,光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用发展起来的新兴学科,已经成为现代信息学科的一个极为重要的组成部分。

光电仪器测量的高精度研究

光电仪器测量的高精度研究

光电仪器测量的高精度研究光电仪器的应用范围非常广泛,其中测量领域是一个非常重要的应用方向。

因为它具有操作简便、精度高、不易受环境影响等优点。

本文将主要介绍在光电仪器测量中提高测量精度的方法。

包括分别从光源、光学器件、检测器和信号处理四个方面进行讨论。

光源的选取测量的最基本要求是需要有稳定、强度均匀的光源。

但实际生产和应用中,由于光源本身的特性与环境变化的影响,使得光源强度变化难以避免。

因此在选取光源时需要考虑它产生的光强波动的因素。

常见的光源有白炽灯、氙气灯、LED等,每种光源各自有其特点。

比如白炽灯光谱中含有所有可见光颜色成分,但光强稳定性较差。

为了避免光源强度波动对测量的影响,可以选择具有强光强波动性能的光源,并在实验中注意控制环境参数使光源工作于最佳状态。

光学器件的贡献光学器件被广泛应用于测量领域。

比如透镜、棱镜、光栅等。

在选取器件时,需要考虑器件的精度、对光束的影响、耐用性等方面。

比如透镜的检验需要考虑它对光的聚焦效果和色差,光栅对光的分光效果和光程差的影响。

器件的组合方式也是影响精度的一个因素,常见的方法是将器件配合使用,通过这样的组合来提高测量精度。

比如在目视显微镜下,使用非球面透镜组合来取代成像透镜,可以提高显微镜的分辨率。

检测器的应用检测器的选择和光源有关,可以根据光源的反射、透过、散射等效果来选择不同类型的检测器。

目前最为常用的检测器是CCD,由于其高灵敏度、低失真、快速响应等具有优秀的性能表现。

但CCD需要考虑CCD本身的噪声、温度等环境因素的影响。

此外,由于CCD的分辨率有限,为了提高检测精度,可以将多个CCD组合起来使用。

减小CCD的感受器面积,也可以提高单个CCD对光的检测灵敏度。

信号处理的方法对于光电测量,信号处理也是一步非常重要的环节。

信号处理的核心是提取有效信号,减小噪声。

其中常用的方法有滤波、增益调整等。

滤波可以分为模拟滤波和数字滤波,模拟滤波通常应用于低频信号的处理,数字滤波则适用于高频信号的处理。

基于光电效应的转速测量仪设计论文

基于光电效应的转速测量仪设计论文

基于光电效应的转速测量仪设计摘要随着电子技术、通信技术、计算机技术的发展,数字化的智能仪表是当代的发展趋势。

单片机与工业控制行业也有了紧密的联系,通过单片机实现控制过程的自动化,也是现代工业的重要标志。

单片机微处理器体积小、功能强、功耗小、性价比高的突出优点,表现出了强有力的生命力,越来越受各行业的青睐。

顺应形势,本文设计了一种基于AT89C51的全数字式转速测量仪。

本文首先介绍了单片机测量转速的系统构成以与转速测量的“M”法(测频法),并介绍了其测量上的特点、计算和误差分析。

其次,针对测量环境,设计了一种基于AT89C51单片机的全数字式测速系统,它是由光电传感器、LM324运算放大器、74HC14整形芯片、AT89C51单片机、键盘电路、显示接口电路等组成,实现了全数字的测速功能。

该仪器操作方便,测量精确度高。

另外,简单的阐述了测速系统的工作原理以与数字测速仪机械原理。

本文是运用固定在旋转设备壳体上的发光二极管发光,通过与高速转轴同步的带孔圆盘,照射到集成电路板上的光电转换元件,通过引线引出,与外部的单片机、LED显示器相接。

该测速系统精确度为0.1min/r,全量程的测速误差达到0.005%,并且是一种便携式测速仪器,使用操作方便简单,抗干扰能力强。

关键词:AT89C51单片机;转速;测量精度The design of speed measuring instrument based onphotoelectric effectAbstractWith the development of electronic technology, communication technology and computer technology, digital intelligent instrument is the contemporary trends. SCM and industrial control industry have also had close contact, Microprocessor control of process automationis the core sign of modern industry. Microprocessor is with these outstanding merits of small size, strong function, power consumption and cost-effective, showing a strong vitality and more favored by the industry. Conform to the situation, the paper designs a fully digital speed measuring instrument based on AT89C51.This paper introduces the structure of SCM speed measurement system and the "M" method (frequency measurement method), and describes the characteristics of the measurement, calculation and error analysis. Second, for the measurement environment, designing an all-digital speed system based on AT89C51 microcontroller, which consists of a photoelectric sensor (optical pulse encoder), LM324 Amplifiers, 74HC14 Plastic chips, AT89C51 microcontroller, keyboard circuits, display interface circuit and other components to achieve the fully digital speed function, the instrument iswith easy operation, high accuracy. And the paper exposes of the principle of the system and the mechanical principle of digital speed measuring instrument simply, the paper makes use of the photodiode light fixed on the shell of rotating equipment , synchronized with the high-speed shaft hole disc, exposure to the photoelectric conversion device of the integrated circuit board, the wire leads and connects the external SCM and LED display.Speed system’s accuracy is 0.1min/r, the full error measuring is to 0.005%,and it is a portable instrument which is with easy operation and strong anti-interference.Keywords: AT89C51 microcontroller; Speed ; Accuracy目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 转速测量的目的和意义11.2 国外转速测量方法与技术11.2.1 国外转速测量方法11.2.2 国外转速测量技术发展状况41.3单片机在智能仪表中的应用51.4 本设计的主要任务72 光电转速测量仪的构成72.1 光电转速测量仪的电气线路72.2 光电转速测量仪的机械原理93 转速测量方案选择与分析10M/”方法的比较103.1 “M”(测频法)、“T”(测周法)、“T3.2 “M”法的转速测量原理113.3 误差分析124 光电转速测量仪的硬件电路设计134.1 传感器的设计144.1.1 光电传感器与信号的放大整形164.1.2 光电脉冲编码器204.1.3 反光式光电转速测量244.2 单片机芯片的选择244.2.1 AT89C51的介绍254.2.2 单片机低功耗工作模式334.3 键盘显示模块设计354.4 显示器接口技术与显示技术364.4.1 LED显示器364.4.2 8255接口芯片与74LS244缓冲芯片414.5 单片机系统抗干扰技术455 光电转速测量仪的软件设计475.1 转速测量的主流程图设计475.2 6个数码管逐个显示的程序设计485.3 固定时间为1s的计数器中断子程序505.4 转速测量的误差分析516 结论53辞54参考文献55基于光电效应的转速测量仪设计1 绪论1.1 转速测量的目的和意义工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合,例如在发电机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速和瞬时转速。

光电器件测试仪在激光技术中的应用研究

光电器件测试仪在激光技术中的应用研究

光电器件测试仪在激光技术中的应用研究激光技术作为一种现代化的核心技术,在工业、医疗、通讯等领域都有广泛的应用。

光电器件测试仪作为激光技术中不可或缺的组成部分,在激光器件的制造和应用过程中发挥着重要的作用。

本文将探讨光电器件测试仪在激光技术中的应用,并分析其在激光器件研发、质量控制和产品测试等方面的重要性。

光电器件测试仪主要用于对激光器件的性能和品质进行测试和评估。

它可以通过测试激光器件的参数,如功率、波长、频率稳定性等,来判断器件的质量和性能。

光电器件测试仪由光源、仪器和光学元件等多个部分组成,其中光源通常采用激光二极管或其他光学器件。

仪器部分包括光电检测器、光学滤波器、光谱分析仪等,用来测量和分析激光器件输出的光信号。

在激光器件研发过程中,光电器件测试仪的应用尤为重要。

它可以帮助研发人员对新型激光器件的性能进行评估,并验证理论模型。

这对于科学研究和技术创新至关重要。

比如,在新型半导体激光器件的研发中,光电器件测试仪可以测试激光器件的工作波长、阈值电流、输出功率等参数,为进一步优化设计提供数据支持。

此外,光电器件测试仪在激光器件质量控制中也起到了不可替代的作用。

激光器件的性能与品质直接影响到产品的可靠性和稳定性。

通过光电器件测试仪对每个激光器件进行测试,可以排除不合格品,确保产品质量。

光电器件测试仪能够快速而准确地测试大批量的器件,并通过自动化流程来提高测试效率,减少人工错误。

另外,光电器件测试仪在激光器件的产品测试中也有广泛的应用。

激光器件作为关键的光源,广泛应用于通信、医疗、制造以及科学研究等领域。

为了确保产品的性能和质量符合要求,需要对激光器件进行全面的测试。

光电器件测试仪可用于测试激光器件的功率输出、光束质量、波长稳定性等指标。

通过测试结果,可以判断产品是否符合设计要求,并作为产品出厂的重要依据。

针对光电器件测试仪在激光技术中的应用,目前还存在一些挑战和问题。

首先,随着激光技术的不断发展,激光器件的种类越来越多样化,测试仪的设计和开发也面临着不少的挑战。

光电器件测试仪在光通信领域中的应用研究

光电器件测试仪在光通信领域中的应用研究

光电器件测试仪在光通信领域中的应用研究光通信作为一种高速、大容量、低能耗的通信技术,近年来在信息传输领域得到了广泛应用和快速发展。

而光电器件作为光通信系统中的关键组成部分,其性能的稳定和可靠性对整个系统的运行起着至关重要的作用。

为了确保光电器件的性能达到设计要求,光电器件测试仪成为了光通信领域中不可或缺的工具。

光电器件测试仪是一种专门用于测试光电器件性能的仪器,可以对光通信系统中的光源、光纤、光放大器、光接口等进行精确测量和分析。

它可以通过各种测试参数来评估光电器件的性能指标,如光功率、光谱特性、波长稳定性、调制带宽、响应速度等。

通过对光电器件的性能进行有效测试,不仅可以提高光通信系统的性能和可靠性,还可以对光器件的制造和质量控制提供有力支持。

在光通信领域中,光电器件测试仪的应用非常广泛。

首先,光电器件测试仪可以用于对光纤传输系统进行性能评估和优化。

光纤传输是光通信系统中最关键的部分之一,光电器件测试仪可以通过精确测量和分析光纤中光信号的衰减、传输损耗、反射损耗等参数,来评估光纤传输系统的性能和稳定性,进而优化光纤的设计和布线。

其次,光电器件测试仪在光通信系统中的光源测试方面也起着重要作用。

光源是光通信系统中的“心脏”,其性能的稳定和光功率的准确控制对整个系统的正常运行至关重要。

光电器件测试仪可以通过精确测量和分析光源的光功率、光谱特性、光偏振、调制带宽等参数,来评估光源的性能和稳定性,并通过反馈调整光源的控制参数,使其达到最佳状态。

此外,光电器件测试仪还可以用于光通信系统的组件测试和光网络的质量控制。

在光通信系统中,各种光电器件如光放大器、光调制器、探测器等都需要经过严格的测试和验证,以确保其性能和稳定性符合要求。

光电器件测试仪可以对这些光电器件进行精确测量,并提供准确的测试报告,为光器件的制造和质量控制提供可靠的依据。

同时,光电器件测试仪还可以对光网络的质量进行监控和评估,提供及时的故障诊断和排除方案,保障光通信系统的稳定运行。

浅议光电检测技术在仪器中的作用

浅议光电检测技术在仪器中的作用

浅议光电检测技术在仪器中的作用摘要:由于网络技术快速发展,人们对信息的需求越来越旺盛,随着高科技不断发展与应用,光电检测技术也越来越多的应用到我们的日常生活中。

光电检测技术涉及范围较广,包括光学、电学、声学等内容,由于其涉及的内容较难较广,所以高等教育中越来越重视光电技术人才的培养。

本文主要解说目前光电检测技术的现状,并分析其存在的问题,找出相应的解决方法,分析光电检测技术在仪器中的作用,促进监控技术行业与仪器行业更好地结合,使光电检测技术长处恰到好处的应用到仪器当中,发挥出一加一大于二的效果,从而促进现代精密测量技术的发展与进步。

关键词:光电检测技术;仪器;精密检测技术;传感器技术先进检测技术和仪器极大地提高了工作精确程度,减少时间、精力和财力的投入,提高工作效率,能够实现以最少的投入获得最大收益的效果。

现代精密测量技术和现代仪器技术已经密不可分,两者相互依存,唇亡齿寒。

而现代精密测量技术应用较广泛,而与人们生活较密切主要包括光电检测技术和传感器技术;传感器主要负责信息的传输与储存,实现资源共享,是现代网络技术的基础和核心;而光电检测技术与物理密切相关,主要包括光学,声学,电学,计算机等,它相比传感器技术更倾向于使信息一体化,使信息通过整合和梳理更加科学化和系统化,以满足不同工作标准的需求。

因此,不断分析研究光电检测技术在仪器中的作用,是时代发展趋势和要求。

1 现代精密测量技术现状科技越来越发展的今天,现代精密测量技术使市场和时代共同结合的产物。

精密测量技术涉及范围较广,内容较复杂,知识结构庞大而整合,因此,现代精密测量技术的发展需要多个学科共同支撑,促进其发展进步。

现代精密测量技术具有精密化、智慧化、精确化、自动化、功能化、适应化等特点。

其中国际最为先进的包括坐标测量机和误差自补偿技术、软件技术和非接触测量、微米纳米级精密测量技术、扫描探针显微镜、纳米测量的扫描x射线干涉技术、光学干涉显微镜测量技术、CCD传感器技术、照相技术等。

光电仪器设计论文

光电仪器设计论文

目录第1章绪论 (3)1.1 前言 (3)1.2 基于CCD测径仪的发展现状国外发展现状 (3)1.3 国内发展现状 (4)第2章测量原理和方案论证 (5)2.1 利用衍射法测量细铜丝直径 (5)2.2 利用分光法测量细铜丝直径 (6)2.3 线阵CCD测量直径系统测细铜丝直径 (7)2.4 设计方案的论证与选择采用 (8)第3章系统设计 (10)3.1 整体系统设计 (10)3.2 光学系统设计 (10)3.2.1 光源 (10)3.2.2 光源照明 (11)3.2.3 成像光学系统 (11)3.3 机械系统设计 (12)3.3.1 前言 (12)3.3.2 国外发展现状 (12)3.3.3 国内发展现状 (13)3.3.4机械结构的原理和要求 (13)3.3.5 设计方案的选择 (14)3.3.6 CCD的基本结构和工作原理 (14)3.3.7 CCD的基本结构 (15)3.3.8 新型CCD光谱仪器总体结构设计 (15)3.3.9 CCD的基本特性参数 (16)3.4电路系统设计 (23)3.4.1 低通滤波器 (24)3.4.2 相关双采样 (25)3.4.3 差分放大电路 (26)3.5 数字图像处理及报警系统设计 (27)3.5.1系统构成 (27)3.5.2 块方向的选取 (27)3.5.3 单位标定 (28)3.5.4 细丝直径的获取 (28)3.5.5 直径的测量 (29)第4章实验结果及影响测量精度的主要因素分析 (30)4.1 光学系统对测量精度的影响分析 (30)4.1.1 影响测量精度的因素及对策 (30)4.1.2 信号处理电路对测量精度的影响分析 (30)4.1.3零点漂移对测量精度的影响 (30)4.1.4 被测工件的均匀性对测量精度的影响 (30)4.1.5 误差分析 (31)4.2 图像处理对测量精度的影响 (31)4.2.1 标定误差 (31)4.2.2 示值显示误差 (31)4.2.3 误差合成 (31)4.2.4 仪器误差 (31)总结 (32)参考文献 (33)第1章绪论1.1前言对各种细丝直径的测量常常关系到工业产品的级别,如钟表中的游丝、光导纤维、化学纤维、各种细线、电阻丝、集成电路引线以及种类仪器、标尺的刻线等。

光电测试技术论文(2)

光电测试技术论文(2)

光电测试技术论文(2)光电测试技术论文篇二纳米光电测控技术研究[摘要] 纳米技术的发展使得人来在改造自然方面进入了一个新的层次,作为一项面向21世纪的高新技术,对国民生活和军事技术带来巨大的改变。

纳米技术的发展和机械加工行业精度水平的提高必须以超高精度的纳米测控技术的发展作为基础和先导。

本文详细介绍了纳米光电测控技术的研究现状与发展趋势。

[关键词]纳米光电测控技术纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。

它主要包括纳米材料、纳米动力学、纳米生物学和纳米药物学、纳米电子学等四个方面。

纳米级材料工程是指用于纳米技术的材料开发,主要应用于功能织物、医学生物工程、电子工业、催化剂、超微传感器等几个方面。

纳米级加工技术纳米加工技术在纳米技术的各领域也起着关键作用,包含机械加工、能量束加工、化学腐蚀以及扫描隧道显微镜加工等许多方法。

然而,纳米级的测控技术是制约纳米技术发展的关键。

我国测控领域的科研人员经过四十多年长期探索,不断研究,克服了各种困难,利用光、机、电、算多学科综合,发展了一整套微/纳米光电测控新技术,研制出新一代测控仪器,已经成功地应用于军用、民用很多领域,取得了明显效果。

一、纳米光电测控技术纳米光电测控技术以纳米计量光栅为核心元件,配以光电转换、信号读取、信号处理以及超精机械,形成各种测量仪器,可直接用于测量或控制长度、位移等多种几何量。

具有测量精度高、量程大、环境适应能力强、稳定性好等优点。

该项技术主要由传感器和数显装置两部分组成。

利用该项技术所生产的产品具有自动求最大值、最小值、峰峰值、公英制转换、置数、打印、复位、自检等功能,同时还具有RS232串行通讯接口,与计算机、单片机等连接后可进行自动测量、自动数据处理和自动控制等优点。

纳米测控技术包括纳米级的测量技术和纳米级的定位控制技术两个方面。

1.纳米测量技术目前,纳米级测量技术的主要发展方向有光干涉测量技术和扫描显微技术等,以表面粗糙度和表面形貌等为测量对象。

光电检测论文

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新型分布式光纤传感器研究1 引言入射光与介质中的微观粒子发生弹性碰撞时将引起瑞利散射,且其散射光具有频率以及在散射点的偏振方向均与入射光相同的特点,因此散射光包含了光纤散射点的偏振信息。

基于这个物理规律,1980年,Rogers提出了偏振光时域反射技术(POT-DR)的思想,该技术是在光时域反射计(OTDR)和偏振态调制型光纤传感器的基础上发展起来的一项新技术,其基本原理如图1所示。

由激光器发出的脉冲光经过偏振器变成一束线偏振光,再把线偏振光耦合进光纤;当外界环境改变时,光纤中光的偏振态将发生变化。

同时,由于光脉冲在光纤中传输时发生瑞利后向散射,因此通过探测器探测后向散射光偏振态的变化,便可以得到光纤中偏振态变化的时间和空间分布。

其中偏振器放在A,B的位置均可,假设放在A处,则探测器直接检测光偏振态变化的信息;假设放在B 处,则探测器接收由偏振态引起的光强变化的信息。

图1 POTDR基本原理同OTDR相比,POTDR要求激光脉冲的相干性很强,而且偏振态调制光纤传感器要求有较高灵敏度的检测装置。

自POTDR技术提出后的30年以来,许多研究人员根据研究的需要提出了各种POT-DR的测量方案,例如Ellison 等人1998年提出的采用旋转波片和起偏器的偏振敏感的光时域反射技术,Marc WuliPart等人2001年提出的采用旋转起偏器的偏振敏感的光时域反射技术,Sjatalin和Rogers提出采用电脑的偏振敏感的光时域反射技术。

尽管所提出的这些结构不同,但其基本原理都是基于偏振态的光纤时域反射技术。

目前,国内电子科技大学、北京交通大学等高校对POTDR的机理、信号处理方法与采集、测试准确度等方面做了一定的研究,也取得了一定的成果。

利用POTDR 技术成功分析了光纤中双折射、拍长、偏振相关损耗后,国外对POTDR 的研究目前主要集中在机理和偏振模色散等领域,并利用POTDR 对光线的偏振模的研究变得越来越多,也取得了一定的研究成果,但很少有探测方面的实际系统及具体分析报道。

光电检测技术论文光电检测技术相关论文

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光电检测技术论文光电检测技术相关论文浅议光电检测技术在仪器中的作用摘要:随着现代精密测量技术的发展,光电检测技术在仪器检测中起到的作用也越来越明显。

然而,在目前的测控技术与仪器专业体系中,光电检测技术的重要性并没有得到足够的重视,本文首先介绍了现代精密测量技术的发展现状,随之介绍了光电检测技术的基本内容及其面临的问题,最后提出应当突出光电检测技术的重要性,使之在测控技术在仪器中有重要地位,这对于培养具有创新能力和前瞻意识的高素质人才具有良好的促进作用。

关键词:光电检测技术;精密测量技术1、概论世界已进入信息时代,人们在利用信息的过程中,首先要解决的就是获取可靠的信息,因此传感器技术越来越受到人们的重视。

而随着传感器技术的发展,传感器所要面向的应用范围从纳米尺度到天文尺度两段都在不断扩展,精密测量技术已经得到了越来越多的研究和重视,这就使得作为现代精密测量的核心技术的光电检测技术的重要性与日俱增,因为传统的检测方法已经无法满足这些工作条件下的特殊要求。

因此,光电检测技术的教学和研究已越来越受到国内为高等院校、科研机构和相关企业的重视。

现在一起科学技术是机械、光学、电学、计算机以及控制技术的综合化,光、机、电、算一体化已经成为仪器发展的趋势。

传感器的微型化、纳米技术的发展,也对现代精密测量技术提出了越来越高的要求。

在这种情况下,光电检测技术的重要性越来越明显。

然而,在目前的测控技术月仪器体系中,光电检测技术的重要性并没有得到足够的重视。

本文首先介绍了现代精密测量技术的发展现状,随之介绍了光电检测技术的基本内容及其面临的问题,最后提出应当突出光电检测技术的重要性,使之在测控技术与仪器专业体系中占有重要地位,这对培养具有创新能力和前瞻意识的高素质人才具有良好的促进作用。

2、现代精密测量技术的发展现状现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造机计算机技术为一体的综合性交叉学科,涉及广泛的学科领域,它的发展需要众多相关学科的支持。

探析光电探测技术的空间应用论文

探析光电探测技术的空间应用论文

探析光电探测技术的空间应用论文探析光电探测技术的空间应用论文摘要:目前,在空间技术中广泛地采用光电探测技术获取各种信息。

本文就姿态敏感、扫描成象、分光技术和光雷达等四类传感仪器的应用情况,结合国内外的技术发展作综合介绍。

光电成象遥感仪已成为气象和地球资源卫星上的主要传感仪。

它们的图象数据广泛应用,为密切人类生活同空间技术的关系起着重要作用。

本文最后指出发展光电技术空间应用的关键问题。

关键词:光电探测技术论文0引言在光电子系统中,最关键也是最重要的就是作为它的“眼睛”的部件,也就是光电探测器。

它的优点是它非常灵敏,同时也具有人眼所不具有的对图像的记忆、储存、输出以及显示记录的功能,但是同时其缺点也非常明显,其一是由于自身原理的问题,它的光谱响应范围仅限于400nm到760nm,但是对于波长在该范围之外的紫外光和红外光一般不能响应;其二是由于“眼睛”的视觉暂留现象,对于高频信号不能清楚分辨。

光电探测器种类繁多,从原则上说只要在受到光照之后其物理性质变化的材料都可以用来制作光电探测器。

现在最广泛使用的光电探测器是利用光电效应进行工作的,光电效应又分为内光电效应和外光电效应:常见的光电管和光电倍增管是利用外光电效应工作的,即是由入射光子打在阴极材料上将其内部电子轰击出来形成光电流,从而通过入射光强的改变进而检测光信号;一些典型的半导体光电器件则是利用内光电效应来实现的,其是通过将光电材料内部的电子从低能态激发到高能态,从而激发出一个电子空穴对,称为光生电子空穴对,通过检测出它对半导体光电材料导电性能的改变,就可以检测出光信号的改变[1]。

外光电效应和内光电效应的产生都是取决于入射光的波长λ和频率υ,即光子能量E只与频率υ有关,式中h为普朗克常量。

要能产生光电效应,每个光子的能量必须高于一定的数值,波长越短,即频率越高,则每个光子的能量也就越大,越容易产生光电效应。

目前广泛使用的光电探测器是光电二极管和雪崩光电二极管,它们都是由半导体材料制作而成的。

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电子水准仪的原理及实现姓名:唐敏学号:2008301430055学院:电子信息学院专业:测控技术与仪器指导老师:杨晋陵摘要对电子水准仪的简单分析概述,先是介绍了电子水准仪的发展和分类,然后详细介绍了其使用原理和注意事项,最后通过实例DINI,展示了其操作方法和要领。

为了使文章更加可读易懂,使用了大量插图绘画。

对电子水准仪的使用方法进行分析,利用公式、数据等解析了其原理和构造。

关键词:电子水准仪;DINI;AbstractOn the electronic level simple analysis, first introduced the electronic level development and classification, and then describes in detail its principles and attention to matters, at last an example DINI, demonstrated its operational methods and essentials. In order to make the article more readable and easy to understand, use a lot of illustration. On the electronic level using the method to carry on the analysis, using the formula, data and analysis of its principle and constructionKey: electronic level; DINI一、电子水准仪的简述与原理1.1 概述1963 年Fennel厂研制出了编码经纬仪,加上四十年代已经出现的电磁波测距技术,随着光电技术、计算机技术和精密机械的发展,到八十年代已开始普遍使用电子测角和电子测距技术,然而到八十年代末水准测量还在使用传统仪器。

这是由于水准仪和水准标尺不仅在空间上是分离的,而且两者的距离可以以1米多变化到100米,因此在技术上引起数字化读数的困难。

为现实水准仪读数的数字化,人们进行了近30年尝试,如蔡司厂的RENI 002A已使测微器读数能自动完成,但粗度数还需人工读出并按键输入,与精读数一起存入存储器,因此还算不上真正的电子水准仪,又如利用激光扫平仪和带探测的水准标尺,可以使读数由标尺自动记录,由于这种试验结果还不能达到精密几何水准测量的要求,因此也没有解决水准测量读数自动化的难题。

1990年威特厂首先研制出数字水准仪NA2000。

可以说,从1990年起,大地测量仪器已经完成了从精密光机仪器向光机电测一体化的高技术产品的过渡,攻克了大地测量仪器中水准仪数字化读数的这一最后难关。

到1994年蔡司厂研制出了电子水准仪DiN i10/20,同年拓普康厂也研制出了电子水准仪DL101/102。

这意味着电子水准仪也将普及,并开始了激烈的市场竞争。

同时也说明,目前还是几何水准测量的精度高,没有其它方法可以取代。

GPS技术只能确定大地高,大地高换算成工程上感兴趣的正,还需要知道高程异常,确定高程异常还少不了精密水准测量。

这也是各厂家努力开发电子水准仪的原因之一。

最后还说明了拓普康公司具有较高的技术能力,能在世界上第二批研制出电子水准仪。

电子水准仪具有测量速度快、读数客观、能减轻作业劳动强度、精度高、测量数据便于输入计算机和容易实现水准测量内外业一体化的特点,因此它投放市场后很快受到用户青睐。

国外的低精度高程测量盛行使用各种类型的激光定线仪和激光扫平仪。

因此电子水准仪定位在中精度和高精度水准测量范围,分为两个精度等级,中等精度的标准差为:1.0-1.5mm/K m,高精度的为:0.3--0.4mm/K m。

1.2 电子水准仪的基本原理电子水准仪又称数字水准仪,它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。

它采用条码标尺,各厂家标尺编码的条码图案不相同,不能互换使用。

目前照准标尺和调焦仍需目视进行。

人工完成照准和调焦之后,标尺条码一方面被成象在望远镜分化板上,供目视观测,另一方面通过望远镜的分光镜,标尺条码又被成象在光电传感器(又称探测器)上,即线阵CCD器件上,供电子读数。

因此,如果使用传统水准标尺,电子水准仪又可以象普通自动安平水准仪一样使用。

不过这时的测量精度低于电子测量的精度。

特别是精密电子水准仪,由于没有光学测微器,当成普通自动安平水准仪使用时,其精度更低。

当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法:1)相关法(徕卡NA3002/3003)2) 几何法(蔡司DiN i10/20)3) 相位法(拓普康DL101C/102C)1.3 相位法原理拓普康电子水准仪DL101C/102C采用相位法。

标尺的条码象经望远镜、调焦镜、补偿器的光学零件和分光镜后,分成两路,一路成象在CCD线阵上,用于进行光电转换,另一路成象在分划板上,供目视观测。

DL101标尺上部份条码的图案,其中有三种不同的码条。

R表示参考码,其中有三条2mm宽的黑色码条,每两条黑色码条之间是一条1mm宽的黄色码条。

以中间的黑码条的中心线为准,每隔30mm就有一组R码条重复出现。

在每组R码条左边10mm处有一道黑色的B码条。

在每组参考码R的右边10mm处为一道黑色的A码条。

读者不难发现,每组R 码条两边的A和B码条的宽窄不相同,实际上A和B码条的宽度是在0到10mm之间变化,这两种码包含了水准测量时的高度信息。

仪器设计时有意安排了它们的宽度按正弦规律变化。

其中A码条的周期为600mm,B码条的周期为570mm。

当然,R码条组两边的黄码条宽度也是按正弦规律变化的,这样在标尺长度方向上就形成了亮暗强度按正弦规律周期变化的亮度波。

条码的下面画出了波形。

纵坐标表示黑条码的宽度,横坐标市标尺的长度。

实线为A码的亮度波,虚线为B码的亮度波。

由于A和B两条码变化的周期不同,也可以说A和B亮度波的波长不同,在标尺长度方向上的每一位置上两亮度波的相位差也不同。

这种相位差就好象传统水准标尺上的分划,它可由标出标尺的长度。

只要3能测出标尺底部某处的相位差,也就可由知道该处到标尺底部的高度,因为相位差可以作到和标尺长度一一对应,即具有单值性。

这就是适当选则两亮度波的波长,在DL101中A码的周期为600mm,B码的周期为570mm,它们的最小公倍数为11400mm,因此在3m长的标尺上不会有相同的相位差。

为了确保标尺底端面,或说相位差分划的端点相位差具有唯一性,A和B码的相位在此错过了π/2。

DL-102C的标尺与DL-101C的略有区别,DL-102C的标尺为白底黑条码,A码的波长为330mm,最小公倍数为3300mm。

A和B码在波长底部错开的相位差为π。

DL101-C的标尺与DL-102C的标尺可由互换使用。

当望远镜照准标尺后,标尺上某一段的条码就成象在线阵CCD上,黄条码使CCD产生光电流,随条码宽窄的改变,光电流强度也变化。

将它进行模数转换(A/D)后,得到不同的灰度值。

视距在Δ0.6m时标尺上某小段成象到CCDA上经A/D转换后,得到的不同灰度值(纵坐标),横坐标是CCD上象素的序号,当灰度值逐一输出时,横轴就代表时间了。

横坐标标记的数字判断,仪器采用了512个象素的线阵CCD。

视距和视线高的信息的测量信号。

如何从上述测量信号中求出A和B两亮度波的相位差呢?下文用测量人员容易理解的方式来说明。

设想纵坐标的灰度值就是表示亮度大小的十进位数字,而且横坐标尺寸已放大到和标尺尺寸一致。

我们用一波长为600mm的正弦曲线中的离散灰度值曲线拟合,就可由得到A波的最大振幅和初相位。

再用波长为570mm的正弦曲线,就可由得到B波的最大振幅和初相位。

我们对最大振幅不太感兴趣,因为随着标尺上的照度不同,最大振幅在不同次数的测量中也不同,对我们求视线高无关紧要。

我们求出的A和B两亮度波的初相位之差就是高度数据。

不过这是与CCD上第一个象素对应的位置到标尺底端面的高度。

我们不难把它换算成CCD中点象素上的相位差,这就好象是中丝读数。

象上述那样人工处理测量信号是很麻烦的,而且很费时间。

在DL 系列中则采用快速傅里叶变换(FF T)计算方法将测量信号在信号分析器中分解成三个频率分量。

由A和B两信号的相位求相位差,即得到视线高读数。

这只是初读数。

因为视距不同时,标尺上的波长与测量信号波长的比例不同。

虽然在同一视距上A和B的波长相同,可由求出相位差,或说视线高,但是可以想象其精度并不高。

R码是为了提高读数精度和求视距二安排的。

设两组R码的间距为P(=30mm),它在CCD行阵上成象所占的象素个数为Z,象素宽为D(=25μm),则P在CCD行阵上的成象长度为:L=Z*b (1-5)Z可由一信号分析中得出,b是CCD光敏窗口的宽度,因此l和P 都为已知数据。

根据几何光学成象原理,可以象传统仪器用视距丝测量距离的视距测量原理一样求出视距:D=P/l*f (1-6)式中f是望远镜物镜的焦距。

同时还可以求出物象比A=P/l (1-7)于是将测量信号放大到与标尺上的一样时,再进行相位测量,就可以精确得出相位差,即视线高。

电子水准仪的三种测量原理各有奥妙,三类仪器都经受了各种检验和实际测量的考验,能胜任精密水准测量作业。

拓普康公司在原理上能独树一帜,说明该公司具有雄厚的技术实力,市的值得信赖的公司。

1.4 电子水准仪的特点1.4.1电子水准仪的共同特点电子水准仪是以自动安平水准仪为基础,在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(CCD),并采用条码标尺和图象处理电子系统二构成的光机电测一体化的高科技产品。

采用普通标尺时,又可象一般自动安平水准仪一样使用。

它与传统仪器相比有以下共同特点:1) 读数客观。

不存在误差、误记问题,没有人为读数误差。

2) 精度高。

视线高和视距读数都是采用大量条码分划图象经处理后取平均得出来的,因此削弱了标尺分划误差的影响。

多数仪器都有进行多次读数取平均的功能,可以削弱外界条件影响。

不熟练的作业人员业也能进行高精度测量。

3) 速度快。

由于省去了报数、听记、现场计算的时间以及人为出错的重测数量,测量时间与传统仪器相比可以节省1/3左右。

4) 效率高。

只需调焦和按键就可以自动读数,减轻了劳动强度。

视距还能自动记录,检核,处理并能输入电子计算机进行后处理,可实线内外业一体化。

1.4.2拓普康DL(C)系列的具体特点拓普康DL系列作为电子水准仪家族中的一员。

以高性能、低价格深受广大用户的欢迎。

DL系列造型美观、内置功能强、菜单功能丰富、操作界面友好,有各种信息提示,大大方便了实际操作。

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