光电检测技术——光电检测仪器的精度理论
检测技术 仪器精度理论
2.相对误差 ：绝对误差与被测量真值的比值
∆ δ = x0
特点：无量纲
表示方法
•引用误差 绝对误差的最大值与仪器示值范围的比值。 •额定相对误差 示值绝对误差与示值的比值。
二、精度
1）正确度 它是系统误差大小的反映，表征测量结果稳定地接近真值
的程度。
2）精密度 它是随机误差大
小的反映，表征测量结果的 一致性或误差的分散性。
∆ (t ) = y (t ) − x (t )
反映仪器的瞬态响应品质。 如果已知仪器的数学模型，可以由传递函数与输入信号拉氏变换 的乘积的拉氏反变换获得对特定激励 x (t ) 的响应 y (t ) 。 也可用实验测试的方法得到输出信号 y (t ) 的样本集合 Y (t ) ，将均 值与被测量信号之差作为测量仪器的动态偏移误差，即
第二章 仪器精度理论
意义：精度分析和精度设计是仪器设计的重要内涵
仪器误差来源与特性 误差计算与评定
•内容：
误差传递及相互作用的规律 误差合成与分配原则和方法 对仪器精度的测试过程
第二章 仪器精度理论
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 仪器精度理论中的若干基本概念 仪器误差的来源与性质 仪器误差的分析 仪器误差的综合 仪器误差的分析合成举例 仪器精度设计
r r sin 2 α ∆ h = OA − OB ≈ − r cos α = cos α cos α = r tan α sin α ≈ r α 2
图2—8
凸轮机构原理误差
•正弦机构 测杆位移与摆杆转角的关
摆杆
1 3 ∆s = aϕ − a sin ϕ ≈ aϕ 6 （四）测量与控制电路
系是非线性的，但将其视为线性关系 时就引起了原理误差 ：
光电经纬仪姿态测量精度室内检测方法
光电经纬仪姿态测量精度室内检测方法摘要：光电经纬仪的姿态测量精度是指光电经纬仪在规定的加速度运动状态下，对运动目标的实时测量值与目标空间方向真值的差值，是衡量光电经纬仪测量精度的重要技术指标之一。
本文通过理论分析，为光电经纬仪的姿态测量精度提供了一种室内测量方法。
关键词：光电经纬仪姿态测量精度；室内检测方法光电经纬仪是经纬仪与光电探测装置相结合的产物。
它是一种对运动目标参数（位置、速度等）进行自动跟踪和实时测量，同时记录运动目标姿态的光电测量装置。
目前光电经纬仪确定目标最常用的方法是姿态测量法，因此研究光电经纬仪对目标姿态的测量精度具有十分重要的意义。
一、光电经纬仪姿态测量工作原理光电经纬仪机架为3轴（垂直轴、水平轴、视准轴）地平装置。
框架3的轴相互垂直，水平轴和准直轴可以围绕垂直轴在水平面内旋转。
光电检测装置安装在水平轴上，其主光轴为准直轴，与水平轴垂直，可绕水平轴在垂直面内旋转。
垂直轴和水平轴分别装有轴角编码器。
当视觉轴绕垂直轴旋转时，垂直轴编码器读出的角度称为方位角，当视觉轴绕水平轴旋转时，水平轴编码器读出的角度称为俯仰角。
这样，只要准直轴对准目标，就可以得到光轴指向目标的方位角和俯仰角。
为了保证精密检测的可靠性，在检测系统中采用了传统的T型架，采用水平光管和大角度平行光管。
检测系统主要包括T型架、水平平行光管、大角度平行光管、隔离型地环、高精度T4经纬仪、高精度水准仪和经纬仪。
将被测经纬仪放在测量基座上，调整到水平管和大角度管同时测量的位置，然后将经纬仪调平（要求调平精度小于1角秒），调平后用被测经纬仪测量水平光管和大角度光管经纬仪，并通过测量后的数据处理，在摇摆状态下进行小角度干扰测量，使大角度平行光管的星点目标在测量架上记录相对运动轨迹。
通过图像存储，记录星点目标的运动轨迹，通过后处理得到一组大角度光管的动态测量值。
根据光电经纬仪等摄像测量设备拍摄的目标数字图像，利用图像处理技术，确定目标图像的二维中心轴，即被测目标中心轴在目标表面上的投影。
光电检测两种基本工作原理
光电检测两种基本工作原理光电检测是一种广泛应用于自动控制、仪器仪表、光学信号测量等领域的技术。
它通过光电传感器来实现光信号的检测和转化，从而实现对物体特征及其动态变化的测量。
光电检测技术在生产过程中被广泛使用，可以提高生产线的自动化程度，提高生产效率和质量。
下面将详细介绍光电检测的两种基本工作原理。
一种基本工作原理是光电敏感效应原理。
在光电传感器中，我们常常使用光敏器件来感受和转换光信号。
光敏器件是一种能够将光信号转化为电信号的电子器件。
它包括光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。
当光信号照射到光敏器件上时，器件内部的光敏材料会发生光电效应，产生电流或电压信号。
通过测量这个信号的强度和变化，我们就可以获得光信号的相关信息。
另一种基本工作原理是光电反射原理。
在一些特殊的应用中，我们需要根据物体的反射光来进行光电检测。
这时，我们使用光电传感器中的光源和光敏器件来实现对物体反射光的检测。
光源会发射一束光，当物体处于光源的照射范围内时，它会反射部分光到光敏器件上。
光敏器件会感应到这个反射光，并将其转化为电信号。
通过对这个电信号的测量和分析，我们可以得到物体的特征和状态信息。
光电检测技术具有许多优点。
首先，它对被测物体没有接触，无需直接接触物体表面，避免了在测量过程中对物体造成损害的可能性。
其次，光电检测具有高精度和快速的特点，可以实时准确地获取物体的信息。
此外，光电传感器的体积小、重量轻，便于安装和使用，并且具有较长的使用寿命。
在实际应用中，我们可以根据需要选择合适的光电传感器和适当的光源来实现光电检测。
在选择光源时，应考虑被测物体的特性和环境条件，例如光强度、波长等。
在选择光敏器件时，要考虑其灵敏度、响应速度以及稳定性等因素。
总之，光电检测技术是一种非常重要和实用的技术，它通过光电传感器实现对物体特征和状态的检测，广泛应用于自动化控制和仪器仪表等领域。
掌握光电检测的基本工作原理，可以帮助我们更好地理解和应用这一技术，提高工作效率和产品质量。
光电检测技术——光检基本原则
第二章光电检测系统设计的基本原则九个基本原则：1．匹配原则（光电匹配、精度匹配）见P122．阿贝比较原则3．运动学原则（按自由度确定约束数）4．统一基面原则（设计、工艺、测量基准统一）5．最小变形原则使仪器变形小（刚度大、热稳定性好），补偿变形。
6．经济原则社会价值V=F/CF：产品功能；C：成本。
要求：功能多、成本低，则价值高。
7．系列化原则8．通用化原则9．标准化原则§2-1 阿贝比较原则一．结构型式对测量误差的影响1.并联型式(一)导轨无误差,则没影响(二)导轨有误差时:量无影响。
(导轨有间隙的情况)②. 悬臂支架绕X、Z轴转动, 则对测量无影响。
(绕X轴转动,离焦,不影响测量; 绕Z轴转动, 显微镜在X方向移动量相同, 不影响测量)③. 绕Y轴转动, 对测量有影响δ1=a ·tg φ=a ·(φ+1/3φ3+2/15φ5+…)≈a ·φ (一阶误差, 即阿贝误差) 例: 令a=100mmφ=10″ 秒化弧度系数: ρ=206265≈2×105 则δ1=a ·10″/ρ=5μmY XZφM 1 M 2M 1′M 2′｝δ1标准件轴线被测件轴线a2. 串联型式 (缺点:体积大)①. 悬臂支架沿X, Y, Z 轴平移,两个显微镜作同样运动,则对测量无影响。
(导轨有间隙的情况)被测件标准件M 1M 2XYZC图2 串联型式②.悬臂支架绕X 轴转动, 显微镜离焦,不影响测量。
③. 绕Y 轴转动, 对测量有影响δ2′=C －C ·cos φ=C(1－ cos φ)=C 〔1－(1－φ2/2！+φ4/4！－……)≈C ·φ2/2④. 绕Z 轴转动, 对测量有影响 δ2〞=OH －C =C/cos φ－C=C(sec φ－1)=C(1+φ2/2！+……－≈C ·φ2/2串联型式,绕Y, Z 轴转动引起的总δ2=δ2′+δ2〞= C ·φ2,为二阶误差。
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光电检测系统
光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件为 基础，通过对载有被检测物体信号的光辐射（发射、 反射、散射、衍射、折射、透射等）进行检测，即通 过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号。
由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用的信息， 再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理， 最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量。
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光电检测系统各部分的功能：
（1）光源和照明光学系统：
考虑光源的辐射功率、光谱范围、发光空间 分布；
发出的光作为载波或者被测对象； 照明光学系统的分类
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（2）被测对象及光学变换：
➢ 光学变换：通过光学元件和光学系统把待测量转换为 光参量
➢ 光学系统可以根据不同的光学性质、光学效应，其结 构形式不同
光量：光通量或光强度 光特性：光波的幅值、频率、相位、偏振
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三、光电检测技术的主要内容
光电检测技术的主要内容是通过光学系统把携带被测信 息的非电量信息变换成便于接收的光学信息，然后用 光电探测器将光学信息变换成电量，并进一步经电路 放大、处理等，达到输出的目的。
信息变换技术和电信号处理技术。 信息变换技术：非电量变换成光学量
光电检测技术
Optoelectronics Detection Technology
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课程主要内容
光电检测技术是以半导体、激光、红外、光纤等现代光电子器件
作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐 射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用 信息，再经模、数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出 所需的检测物理量等参数。
光电检测技术
光电检测技术摘要：光电检测技术是一种利用光电效应来检测和测量物体的技术。
本文将介绍光电检测技术的原理和应用领域，探讨光电检测技术的优势和局限，并展望其未来发展方向。
第一部分：光电检测技术的原理1.1 光电效应的基本原理光电效应是指当光照射到特定材料表面时，产生光电子和电子的释放现象。
光电效应包括光电发射效应和光电吸收效应两种情况。
在光电检测技术中，一般利用光电发射效应来实现光电测量。
1.2 光电检测元件在光电检测技术中，常用的光电检测元件包括光电二极管、光敏电阻、光电倍增管等。
这些元件能够将光信号转化为电信号，并进行相应的电路处理。
1.3 光电检测技术的基本原理光电检测技术利用光电效应的原理，将光信号转化为电信号，并通过电路处理和分析得到所需的测量结果。
光电检测技术可以实现对光强度、光功率、光频率等参数的测量。
第二部分：光电检测技术的应用领域2.1 工业自动化光电检测技术在工业自动化领域中有广泛的应用。
例如，光电传感器可以用于检测物体的位置、速度和形状等信息，从而实现对生产流程的控制和优化。
2.2 无损检测光电检测技术可以用于无损检测领域，例如对材料的缺陷、组织结构和磨损程度进行检测和分析，从而提高材料的品质和可靠性。
2.3 生物医学在生物医学领域中，光电检测技术可以用于血氧测量、生物分子测量、细胞成像等应用。
例如，光电子学显微镜可以观察和研究微观生物结构。
2.4 环境监测光电检测技术在环境监测领域中被广泛应用。
例如，光电二极管可以用于光强度的测量，从而监测光照强度对环境的影响。
第三部分：光电检测技术的优势和局限3.1 优势光电检测技术具有响应速度快、精度高、可靠性强等优点。
光电检测元件体积小，可放置在狭小的空间中，并能耐受高温和高压等恶劣环境。
3.2 局限光电检测技术在进行远距离测量和透明物体测量时存在一定的局限。
此外，光电检测技术的应用受到光照强度和环境噪声等因素的影响。
第四部分：光电检测技术的未来发展方向随着科技的不断进步，光电检测技术将会在以下几个方面得到进一步发展：4.1 小型化和集成化光电检测元件将趋向于小型化和集成化，以适应小型化和高性能化的设备和系统要求。
什么是光电检测？光电检测技术介绍
什么是光电检测？光电检测技术介绍(-)检测一、检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量病归属到某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或参数量是否存在。
测量时将被测的未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量队标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。
在自动化和检测领域，检测的任务不仅是对成品或半成品的检验和测量,而且为了检查、监督和控制某个生产过程或运动对象使之处于人们选定的最佳状况，需要随时检测和测量各种参量的大〃坏口变化等情况。
这种对生产过程和运动对象实时检测和测量的技术又称为工程检测技术。
测量有两种方式：即直接测量和间接测量直接测量是对被测量进行测量时,对以表读数不经任何运算,直接的出被测量的数值，如：用温度计测量温度，用万用表测量电压间接测量是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系是计算出被测量的数值。
如：功率P与电压V和电流I有关，即P=VI,通过测量到的电压和电流，计算出功率。
直接测量简单、方便，在实际中使用较多；但在无法采用直接测量方式、直接测量不方便或直接测量误差大等情况下，可采用间接测量方式。
光电传感器与敏感器的概念传感器的作用是将非电量转换为与之有确定对应关系得电量输出，它本质上是非电量系统与电量系统之间的接口。
在检测和控制过程中，传感器是必不可少的转换器件。
从能量角度出发，可将传感器划分为两种类型：一类是能量控制型传感器，也称有源传感器；另一类是能量转换传感器，也称无源传感器。
能量控制型传感器是指传感器将被测量的变换转换成电参数（如电阻、电容）的变化，传感器需外加激励电源，才可将被测量参数的变化转换成电压、电流的变化。
而能量转换型传感器可直接将被测量的变化转换成电压、电流的变化，不需外加激励源。
在很多情况下，所需要测量的非电量并不是传感器所能转换的那种非电量，这就需要在传感器前面加一个能够把被测非电量转换为该传感器能够接收和转换的非电量的装置或器件。
这种能够被测非电量转换为可用电量的元器件或装置成为敏感器。
光电检测
第1章概述光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一，它主要包括光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理技术等。
如用光电方法实现各种物理量的测量，微光、弱光测量，红外测量，光扫描、光跟踪测量，激光测量，光纤测量，图像测量等。
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测量，他具有如下特点：（1）高精度。
光电测量的精度是各种测量技术中精度最高的一种。
如用激光干涉法测量长度的精度可达0.05μm/m；光栅莫尔条纹法测角可达到；用激光测距法测量地球与月球之间距离的分辨力可达到1m。
（2）高速度。
光电测量以光为媒介，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。
光是最便于远距离粗寒痹的介质，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）非接触测量。
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，是各种测量方法中效率最高的一种。
（5）寿命长。
在理论上光波是永不磨损的，只要复现性做得好，可以永久的使用。
（6）具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理。
用光电方法还便于信息的控制和存储，易于实现自动化，，易于与计算机连接，易于实现只能化。
光电测试技术是现代科学、国家现代化建设和人民生活中不可缺少的新技术，是机、光、电、计算机相结合的新技术，是最具有潜力的信息技术之一。
1.1本课题的前景与意义随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这些方面。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
光电检测原理与技术课程设计光学准直系统
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持光电检测原理与技术课程设计光电准直系统一、引言准直系统是利用光学自准原理，利用小角度测量或可转化位小角度测量的一种常用技术测试仪器。
所谓光电准直系统就是光学准直系统与光电技术结合的产物。
它具有测量精度高的优点，在精密，超精密定位方面有重要的作用。
小角度测量有多种方法，本实验主要采用平面反射镜的光学杠杆原理，在探测光斑移动时使用CCD来经行图像的采集。
关键字：光学杠杆光学准直系统望远镜系统照明系统CCD二、基本原理：（一）光学准直系统的基本原理这部分系统，通常是由光源，位于物镜焦平面上的分划板和物镜三部分组成，望远镜实际上是准直装置的你应用，它是将入射的平行光在其焦平面上，然后再用目镜直接观察光斑的变化。
图 2.1 准直系统原理图2.2 望远镜系统工作原理一个准直管和一个望远镜组合，两个装置的光轴在一条直线上，我们将看到从发光点 F 发出的光线通过准直管的物镜变为平行于主光轴的光束，进入望远镜的物镜之后在汇聚到F点；同样发自焦平面上另一点F1的光线射出准直管后变成方向平行与光轴的光束，它在进入望远镜后汇聚于其焦平面的F1 点。
因此，线位移之比等于两系统焦距之比。
由于平行光束成像的位置位移的由他的方向所确定，而不受平行光束在进入透镜前所走过的距离的影响，所以与发光点 F 及F1相关的像F及F的位置不依赖于准直管和望远镜之间的距离。
在准直管的前面放置一个全反射镜，准直管发出的平行光束再由它本身来接受，就相当与集准直管与望远镜一体，这就是准直的原理。
将一个刻度线的图像以平行光束（准直光）的形式投射到反射镜上，该反射镜将其光束反射回准直系统。
如果反射镜与光轴垂直则光束将返回其自身。
如果反射镜倾斜一个角度a,则其反射光将于2a反射回来。
根据反射光的倾斜程度，自准图像将会以更大的角度发生位移。
通过测量自准直图像在X轴丫轴上的唯一可以测量得反射镜的角度变化。
什么是光电检测光电检测技术介绍
什么是光电检测光电检测技术介绍光电检测是指利用光电器件对光信号进行检测和测量的技术。
光电器件是一种将光信号转化为电信号的器件，常见的光电器件有光电二极管、光敏电阻、光电导、光敏三极管、光电三极管等。
光电检测技术在科学研究、工业制造、医疗诊断等领域都得到了广泛的应用。
光电检测技术由光源、光电器件、光电转换电路和信号处理系统组成。
光源提供光信号，光电器件将光信号转化为电信号，光电转换电路对电信号进行放大和处理，信号处理系统将电信号转化为可以人们理解的信号进行分析和判断。
光电检测技术具有以下几个特点：1.高灵敏度：光电器件对光信号的检测灵敏度高，可以检测到非常微弱的光信号。
2.快速响应：光电器件的响应速度快，可以对快速变化的光信号进行检测。
3.宽频响：光电器件对不同频率的光信号都有较好的响应。
4.可选择性：不同的光电器件对不同波长的光信号有不同的响应，可以选择合适的光电器件进行检测。
光电检测技术在许多领域中都有广泛的应用。
在科学研究中，光电检测技术常被用于光谱分析、荧光检测、显微镜观测等。
光谱分析可以通过光电检测技术将光信号转化为电信号，进而通过信号处理系统得到样品的光谱信息。
荧光检测可以利用光电器件对样品发出的荧光信号进行检测，用于分析样品的成分和浓度。
显微镜观测可以通过光电检测技术对显微镜下的样品进行观测和测量。
在工业制造中，光电检测技术常被用于检测产品的质量和性能。
例如，光电检测技术可以用于检测产品的表面缺陷、尺寸精度和形状等。
光电检测技术可以替代传统的机械式检测方法，具有速度快、精度高的优点。
在医疗诊断中，光电检测技术可以用于医学影像的获取和分析。
例如，X射线和CT扫描是利用光电检测技术对人体内部结构进行成像的。
光电检测技术还可以用于血液分析、心电图、眼科检查等医学检验和诊断中。
总的来说，光电检测技术是一种非常重要的检测和测量技术，在许多领域都起着关键的作用。
随着光电器件的不断发展和进步，光电检测技术将会在更多的领域中得到应用和推广。
光电检测法的原理及应用
光电检测法的原理及应用1. 概述光电检测法是一种基于光电传感器原理的检测技术，通过光电传感器对光的反射、吸收和透过等响应进行测量和分析，以实现对物体或现象的检测和监测。
光电检测法广泛应用于工业控制、环境监测、生物医学等领域，具有高精度、快速响应和非接触式等优点。
2. 原理光电检测法基于光电传感器的工作原理，光电传感器主要有光电二极管、光敏电阻、光电管、光电三极管等类型，不同的光电传感器原理略有差异。
•光电二极管：基于半导体材料的P-N结原理，当光照射到P-N结区域时，会产生光生载流子，从而改变P-N结的电流特性。
•光敏电阻：基于光敏材料的电阻响应特性，当光照射到光敏电阻表面时，光敏材料的电阻值会发生变化。
•光电管：基于光电发射和电子倍增原理，当光照射到光电管的光阴极时，光电发射产生光电子，经过电子倍增器放大后形成电流信号。
•光电三极管：基于半导体材料的PNP或NPN结构，当光照射到光电三极管的光阴极时，产生的光生载流子导致管子的电流增大或减小。
3. 应用3.1 工业控制光电检测法在工业控制中广泛应用于物体的测距、测量和检测等环节。
- 通过测量物体到光电传感器的距离来实现物体的定位和识别。
- 利用光电传感器对物体的透光特性进行检测，判断物体是否存在或通过光电传感器检测物体的颜色。
3.2 环境监测光电检测法在环境监测中可以用于空气污染、水质监测等方面。
- 利用光电传感器对空气中的颗粒物进行监测，例如PM2.5的浓度和粒子大小等。
- 利用光电传感器对水体的透明度进行检测，从而判断水质的清澈程度。
3.3 生物医学光电检测法在生物医学领域有着重要的应用，例如血糖检测、血氧饱和度监测等。
- 利用光电传感器通过测量血液中的葡萄糖含量实现血糖检测。
- 利用光电传感器测量血液中的氧气饱和度，以监测患者的健康状况。
3.4 其他领域除了上述应用，光电检测法还可以在许多其他领域实现检测和监测任务。
- 在自动化设备中，利用光电传感器检测和控制设备的运动、位置和开关状态。
什么是光电检测光电检测技术介绍
什么是光电检测光电检测技术介绍光电检测技术是指利用光电器件对光信号进行检测和分析的一种技术，是现代光电技术领域中的重要分支之一。
该技术具有非接触、高精度和实时性强等优点，被广泛应用于各种领域，如制造业、生命科学、医学等领域。
一、光电检测的原理光电检测的原理是利用光电器件将光信号转化为电信号，然后通过电路对电信号进行处理，从而实现对光信号的检测和分析。
常见的光电器件包括光电二极管、光敏电阻、光电子倍增管、光电晶体管等。
这些器件都是通过光电效应将光信号转化为电信号。
其中，光电二极管和光敏电阻适用于光强检测，并且在环境光强变化较大时表现出较好的稳定性；光电子倍增管和光电晶体管适用于弱光信号检测，并且可以提高信号的增益和灵敏度。
二、光电检测的应用领域1. 制造业中的光电检测制造业中的光电检测主要是通过对产品的外观进行检测和分类。
例如，利用光电传感器对印刷品进行检测，检测印刷品的颜色、位置和质量等方面。
此外，还可以利用光电检测技术来检测机器人在工作过程中的运动和位置，从而保证生产线的正常运行。
2. 生命科学中的光电检测生命科学中的光电检测主要用于对细胞、分子和生物反应的研究。
例如，利用荧光探针和激光扫描共聚焦显微镜，可以对细胞进行活细胞成像；利用光谱学和红外光谱技术，可以对细胞、组织和血液等生物样品进行化学成分分析。
3. 医学中的光电检测医学中的光电检测主要用于医疗诊断和治疗。
例如，利用光相干层析成像技术，可以对眼部疾病进行检测和诊断；利用光动力疗法，可以对表皮瘤、糖尿病、癌症等疾病进行治疗。
三、光电检测技术的发展现状光电检测技术是一项高端技术，它不仅涵盖了科学领域中的众多前沿领域，而且在现代社会中得到广泛的应用。
目前，世界各国都在积极推进光电检测技术的研究和发展，探索其潜在的应用领域。
在我国，光电检测技术的应用已经越来越广泛。
例如，在制造业中，我国已经开始使用许多光电传感器对产品进行质量检测；在生命科学中，我国也开始利用光电显微技术开展一系列生物医学研究；在医疗领域中，我国也开始尝试利用光电检测技术来治疗眼部疾病。
光电技术与光电检测技术概述
光电技术与光电检测技术概述摘要: 光电技术是以激光, 红外, 微电子等为基础旳, 由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
光电检测技术是光电技术中最重要最核心旳部分, 它重要涉及光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息旳光电解决技术等。
如用光电措施实现多种物理量旳测量, 微光、弱光测量, 红外测量, 光扫描、光跟踪测量, 激光测量, 光纤测量, 图象像测量等。
它集中发展了光学和电子固有旳技术优势, 形成了许多崭新功能和良好旳技术性能, 在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛旳应用和巨大旳潜力, 成为新技术革命时代和信息社会旳重要技术支柱, 受到了各方面注重, 从而得到了迅速发展。
核心词: 光电技术光电检测技术引言在目前信息化社会中, 光电技术已成为获取光学信息或提取他信息旳手段。
它是人类能更有效地扩展自身能力, 使视觉旳长波延长到亚毫米波, 短波延伸至X射线、γ射线, 乃至高能粒子。
并且可以在飞秒级记录超迅速现象, 如核反映、航空器发射等旳变化过程。
并且光电检测技术是一种非接触测量旳高新技术, 是光电技术旳核心和重要构成部分。
通过光电检测器件对载荷有被检测物体信息旳光辐射进行检测, 并转换为电信号, 经检测电路、A/D变换接口输入微型计算机进行运算、解决, 最后得出所需检测物旳几何量或物理量等参数。
因此, 光电检测技术是现代检测技术旳重要手段和措施, 是计量技术旳一种重要发展方向。
一、光电技术与光电检测技术旳含义现代科学技术发展旳一种明显性特点是纵横交叉, 彼此渗入, 边沿科学不断露头和进展迅速。
由于光学现象可以进行近似线性化使它可以采用有关线性系统旳一般原理, 因此在电系统中旳许多行之有效旳理论和分析措施都可以移植到光学中来。
随着大规模集成电路旳发展, 光学也开始向集成化发展。
光电技术是以激光, 红外, 微电子等为基础旳, 由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
光电测距仪测距误差分析及精度评定
光电测距仪测距误差分析及精度评定摘要:光电测距仪自问世以来，被广泛应用于工程测量、控制测量、地形测量和工业测量等领域。
本文指出了光电仪器测距误差的主要来源，并对误差进行了分析，给出了仪器精度评定的方法。
关键词：光电仪器；误差分析；精度评定。
光电测距仪和全站仪以其操作方便、快捷、高效、精密、自动化、智能化等特点,被许多领域广泛应用。
作为一种被多种领域频繁使用的长度计量仪器,光电测距仪测距精度的定期检定始终是用户和承包方关心的问题,因为仪器能否在要求的精度下可靠地工作,是测量工作能否保质保量完成的前提条件。
一、基本原理1.光电测距仪的基本原理。
光电测距仪是以电磁波作为载波，通过测定电磁波在基线两端点间的往返传播时间来测量测线两点间距离的测量仪器。
测距仪按测程分类分为短程(测程2～3km)、中程(2～15km)、远程(15～60km)和超远程(测程＞60km)测距仪;按光源分类可分为激光测距仪、红外测距仪和微波测距仪;按振荡频率可分为固频测距仪和变频测距仪;按测定方法分类可分为脉冲式测距仪、相位式测距仪和干涉式测距仪等。
2.脉冲式光电测距仪。
由测距仪发射系统发出脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收，可直接测定脉冲在待测距离上的传播时间，即发射脉冲与接收脉冲的时间差，从而求得待测距离。
其优点是功率大、测程远;缺点是测距的绝对精度较低，一般只能达到米级，不能满足地籍测量和工程测量的要求。
3.相位式光电测距仪。
相位式光电测距仪是通过测量连续调制波在待测距离上往返传播一次所产生的相位变化，间接测试调制信号的传播时间，从而求得待测距离。
其优点是采用自动数字测相技术，测距绝对精度高，一般能达到毫米级，是目前应用最多的测距仪器。
二、光电测距仪的测距误差光电测距仪的测距误差分为两部分:1.比例误差:与被测距离长度成比例的误差,主要是由频率误差,大气折射率误差及真空光速测定误差给测距结果带来误差。
其中光速测定误差对测距值的影响可忽略不计。
光电检测技术简介
光电检测技术近几十年来 ,随着电子技术的快速发展 , 各种弱物理量 ( 如弱光、弱电、弱磁、小位移微温差、微电导、微振动等) 的测量有了长足的发展 ,其检测方法大都是通过各种传感器作电量转换 , 使测量对象转换成电量 , 基本方法有: 相干测量法 , 重复信号的时域平均法 , 离散信号的统计平均法及计算机处理法等。
但由于弱信号本身的涨落、传感器本身及测量仪噪声等的影响 , 检测的灵敏度及准确性受到了很大的限制。
近年来 , 各国的科学家们对光声光热技术进行了大量广泛而深入的研究,。
人们通过检测声波及热效应便可对物质的力、热、声、光、磁等各种特性进行分析和研究 ; 并且这种检测几乎适用于所有类型的试样 ,甚至还可以进行试样的亚表面无损检测和成像。
还由此派生出几种光热检测技术 ( 如光热光偏转法、光热光位移法、热透射法、光声喇曼光谱法及光热释电光谱法等 ) 。
这些方法成功地解决了以往用传统方法所不易解决的难题 , 因而广泛地应用于物理、化学生物、医学、化工、环保、材料科学等各个领域 ,成为科学研究中十分重要的检测和分析手段。
尤其是近几年来 , 随着光声光热检测技术的不断发展 ,光声光热效应的含义也不断拓宽 ,光源也由传统的光波 ,电磁波、x射线、微波等扩展到电子束、离子束、同步辐射等 ,探测器也由原来的传声器扩展到压电传感器、热释电探测器及光敏传感器 ,从而适应了不同应用场合的实际需要。
光电检测技术是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，或进入计算机处理，最终显示输出所需要的检测物理参数检测：通过一定的物理方式，分辨出被测参量并归属到某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或是否存在。
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。
光电检测系统组成光发射机，光学通道，光接收机。
光电检测技术论文光电检测技术相关论文
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。
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第三章光电检测仪器的精度理论§3—1 概述主要内容1.误差分类①按误差源分: 原理误差、制造误差、运行误差(方案、理论误差) (工艺) (使用、环境、磨损)②. 按数学特征分: 系统误差、偶然误差(随机)2.误差源光学: 成像误差;机械: 机构原理误差、零件及装配误差电子学: 运放倍率误差、元器件误差计算机: AD转换误差、计时误差、图像边缘处理误差等3.误差计算方法: 微分法、几何法、综合法4.仪器总误差计算一.研究光电系统的误差的基本方法1. 精度设计: 总误差分配各部分原始误差例: 游标卡尺总误差不超过0.02mm/3, 分配到导轨及两测量爪上去。
2. 精度计算(综合): 分误差(原理误差) 合成总误差。
二.光电仪器的精度指标1. 误差: 实测值与真值之差。
仪器对同一尺寸的多次测量值的概率密度为高斯分布曲线(正态分布):f(x)= e －(x-μ)μ为数学期望(平均值) ; σ为均方差; δ=x －μ为随机误差, 示值落在μ-3σ< x<μ+3σ范围内的概率为P=0.9974, 几乎为肯定的事,这就是3σ规则。
用分布的一半(即3σ)表示精密度。
偶然误差分布规律有如下特点:A. 单峰性: 绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多。
B. 对称性: 绝对值小相等的正负误差出现的机会相等。
C. 有界性: 在一定条件下, 误差的绝对值不会超过一定界限。
D.当测量次数足够多时, 偶然误差的算术平均值趋于零。
利用这一特性, 我们经常取多次测量的算术平均值作测量结果,f(x)可以减小偶然误差对测量结果的影响。
2.精度: 平均准确度和精密度的总称。
精度=系统误差+ 偶然误差3.误差分类①. 系统误差Δ数学特征: 数值不变或有规律变化。
可以掌握其规律并补偿、消除。
例1: 艾宾斯坦原理, 令f′=H补偿阿贝误差Δ=(f′－H)α+α2l/2=α2l/2例2: 度盘偏心带来测角误差ΔΦ=e/r[sin(Φ+Φ0)] e为偏心量, r为度盘半径。
有ΔΦ+ΔΦ180= e/r[sin(Φ+Φ0)]+ e/r[sin(Φ+Φ0+1800)]=0故采用对径读数可消除偏心带来测角误差。
②. 偶然误差数学特征: 随机事件, 每次测量的大小、方向无规律,程总体上符合正态分布。
例: 激光检测“0,1”脉冲误差, 由干扰引起。
③. 半系统误差: 虽然有规律,但补偿起来复杂, 难以测量,可作偶然误差处理。
例:光栅尺的刻画误差。
相邻的刻线误差最大值已知,但摸索补偿起来复杂, 作偶然误差处理。
④. 粗差: 粗心大意, 人为误差, 电路脱焊, 仪器松动。
§3—2 光电仪器误差源分析一.误差分类(一)原理误差:1.反射镜匀速ω转动y=f′tg2ωtV=dy/dt=2ωf′sec22ωtD= V dt=2ωf′sec22ωt·ΔT≈2ωf′ΔT (2ωt很小, sec22ωt≈1) 近似产生理论误差:ΔD=2ωf′ΔT－2ωf′sec22ωt=2ωf′ΔT(1－sec22ωt)2.方案原理误差CCD测量, 物方远心光路的选择:(1)采用物方远心光路, 当物距有误差时, 在CCD像面上主光线位置不变,只是B′点变成了以B′为中心的弥散斑。
从而保证在CCD 像面上像的大小不变。
(2)不用物方远心光路孔径光阑置于物镜上, CCD探测到的物高变化为: 结论: δ=Δy′/β=y·Δl /(︱l∣－Δl)Δy′为CCD像面上像高变化量。
例: 令l=20mm, y=10mm, Δl=0.5mm则: δ=y·Δl /(︱l∣－Δl)=10×0.5/(20－0.5)=0.25mm 表明物体右移,则计算误差增大0.25 mm。
〝CCD像面公式推导如下: (留作业)已知: y1= y2= y, 物距变化Δl(+), 物距l (-)试证: δ=Δy’/β=y·Δl /(︱l∣－Δl)证明: ΔOCB2∽ΔODB1′(∵对顶角相等(∠O), y1∥y2 , ∠A2B2O= ∠A1′DO)同理: ΔCA2O∽ΔB1′A1′O－Δy’/CB2=B’1O/CO =l’/(︱l∣－Δl) (1)∵CB2= A2B2－A2C= y－A2C∴(1)式变为:－Δy’/ (y－A2C)= l’/(︱l∣－Δl) (1)又∵ΔA1B1O∽ΔA2C O∴A2C/ y=/(︱l∣－Δl)/ ︱l∣y－A2C=Δl.y/︱l∣ (2)(2)代入(1)－Δy’·(－l)/ Δl·y= l′/(︱l∣－Δl)∵β= l′/l∴δ=Δy’/β=y·Δl /(︱l∣－Δl)3.光路原理误差①像差: (球差、彗差、像散、色差、场曲、畸变)球差: 轴上点从透镜不同高度的入射的光,所成像不会聚一点。
有轴向球差, 垂轴球差——模糊对称弥散斑彗差: 轴外平行光成像后, 不对称交于主光线上。
在理想像面上成彗状光斑, 分子午彗差和弧矢彗差。
像散: 轴外点成像后, 成为轴向相距的两条短线。
场曲: 平面成像曲面。
子午场曲、弧矢场曲。
畸变: 轴外直线成像曲线。
因放大率随视场角而变。
色差: 透镜对各色光的焦距(折射率不同)。
轴向色差(位置色差): 一点白光在轴向成像多点(各色)。
垂轴色差(放大率色差): 不同色光像的大小不同。
②. 非希望反射光非希望反射光; 都会使图像边沿模糊, 都应加以限制(减小光阑T)。
4.机构原理误差:正弦机构线性化; 正切机构线性化,不可都会带来原理误差。
5.电路原理误差:AD转换误差、DA转换误差; 晶振频率误差等。
(二)制造误差1.机械零部件设计公差装配及形位公差2.材料的热物理性能应变、应力、热变形3. 装配误差镜头装配, 反射镜装配的定位误差。
(三)运行误差1.环境温度;大气影响干涉仪易受空气折射率影响;阳光影响给激光测距、激光窃听产生背景噪声;振动引起示值不稳定.2.磨损元器件参数变化: 轴与轴承间隙引起垂直偏差;导轨间隙引起导向误差。
3.使用误差测量力; 人眼读数误差(瞄准误差)§3—2 误差的计算法原理一.误差的独立作用原理作用式: y0=f(q10, q20, q30,……, q n0) 无误差关系式存在误差时: q1= q10+Δq10 , q2= q20+Δq20, q3= q30+Δq30, ……,q n= q n0+Δq n0函数式(有误差关系式):y= f(q1, q2, q3,……, q n)= f〔(q10+Δq10), (q20+Δq20),……(q n0+Δq n0)〕上式泰勒展开:y= y0+Σ…………………………………二阶以上忽略掉………………结论:1.仪器误差Δy近似为原始误差(Δq1,Δq2,……,Δq n)的线性函数, 线性系数是理想作用式对该参数的偏导数(∂y0/∂ q10) 例: D=4πfTnΔD=4π〔(∂D/∂n)·Δn+(∂D/∂f)·Δf+(∂D/∂T)·ΔT 〕 =4π〔fT Δn+nT Δf+nf ΔT 〕 2.在测量中,一个误差源仅影响仪器误差一次,在计算该误差影响时,可令其它误差为零。
(偏导数性质决定)二. 误差的计算方法1.微分法 能写出仪器函数关系式的就用微分法。
ΔD Δf =4πnT =(D/f) Δf=50×1℅=0.5mm已知: f=140mm n=1500rpm=25r/s D=50 Δf/f=1℅ 3.几何法①. 数字式万工显L=φt/2π t 为螺距 ΔL = L －L cos θ ≈L θ2/2 =(φt/2π) θ2/2 ②. 瞄准误差L cos θ光栅盘φαlyy=l·α例: l=250mm α=10″(双线夹单线)则y=10″×250/2×105=0.0125mm三.判别可忽略误差的三个准则原始误差: 影响光电仪器正确工作的误差源所产生的误差。
作用件: 为了实现仪器工作原理所必不可少的零部件。
例如: 管径扫描中的反射镜、透镜、探测器等都是作用件。
而机箱则不是.第一准则(必要条件): 只有作用件的原始误差才能对仪器总误差产生影响。
第二准则(充分条件): 只有影响作用件正确工作关系的原始误差才能对仪器总误差产生贡献。
例如: 管径扫描中, 确定反射镜位置的两个栓的位置误差影响仪器总误差; 而其螺距对仪器总误差没影响。
第三准则(简化条件): 原始误差若属于系统误差, 则其所造成的误差如果小于仪器允许误差的1/20, 可忽略; 偶然误差, 如果小于仪器允许误差的1/10, 可忽略。
四.仪器总误差的计算设仪器的各系统误差为:ΔS1, ΔS2, ΔS3,……, ΔS i仪器的各偶然误差为:δ1, δ2, δ3,……, δi结论:1.仪器的总系统误差为各分系统误差的代数和ΔS系=ΣΔS i2. 仪器的总偶然误差为各分偶然误差的均方根。
(随机误差) ΔS偶=±√ΣΔδj4.仪器的总误差ΔS=ΔS系+ΔS偶=ΣΔS i±√ΣΔδj。