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1、英才高职论坛2007年第4期(总第9期)TheForumofYingcaiHigherVocationalEducation2007No.4(SerialNo.9)基于CCD传感器的电子实验测量技术研究*王蕴珊(山东英才职业技术学院计算机电子信息工程学院,山东济南250104)摘要:在教学体系的改革中,建立基础性——综合性——提高性三个相互衔接逐层提高的适应创新教育培养复合人才需要的实验教学新体系,是非常必要的。本文提出将CCD传感器测量技术应用于毕业设计,提高学生的创新意识和动手能力,以适应以后的层
2、次教育或就业的要求,并且付诸实施,收到一定效果。关键词:CCD传感器;测量技术;实验教学根据教育部关于进一步加强高等学校教学工作的若干线。CCD在驱动脉冲的作用下,经移位寄存器顺序输出视频意见的基本要求[1],尤其要加强理论和实践教学。理论教学信号,复位脉冲RS每复位一次,CCD输出一个光脉冲信号。和实验教学是构成高等学校课程教学的重要组成部分。应由于信号检测采用选通电荷积分器结构。使其视频输出信号按照新世纪经济建设和社会发展对高素质创新性人才培养中叠加了一些由周期性复位信号RS引起的串扰信号。而且的
3、需求,同理论教学紧密结合,科学地设置实验项目,并注重有效信号幅值较小,约为500mV。直流电压约有4.1V。这是先进性、开放性和科研成果转化为教学实验,形成适应学科一组典型的共模电压较高、有效差模信号较低的差分信号。特点及自身系统性和科学性的、完整的课程体系,全面培养所以模拟信号输出在进行后续处理(包括长线传输、A/D转学生的科学作风、实验技能以及综合分析、发现和解决问题换等)之前要进行一系列预处理,消除视频信号中的复位脉的能力,使学生具有创新、创业精神和实践能力。我们根据冲串扰及其他干扰,将微弱的视
4、频信号进行幅值放大及驱动高等院校测试计量技术与仪器学科目前具有的条件,为学生能力的放大。开出了CCD(ChargeCoupledDevice)传感器测量技术课程,光谱响应使学生了解CCD器件的基本原理,CCD传感器的基本构造,传感器测量技术的基本方法,通过实践教学使学生收到一定T1=25℃效果。CCD,即“电荷耦合器件”,是一种半导体芯片。应响CCD是以电荷作为信号,而不同于其他大多数器件是对相以电流或者电压为信号,其基本功能是信号电荷的产生、存储、传输和检测。当光入射到CCD的光敏面时,CCD首先完
5、成光电转换,即产生与入射光辐射量成线性关系的光电荷。400500600700800900100011001200CCD的工作原理是被摄物体反射光线到CCD器件上,CCD波长λ(nm)图1CCD光谱响应曲线根据光的强弱积聚相应的电荷,产生与光电荷量成正比的弱电压信号,经过滤波、放大处理,通过驱动电路输出一个能表CCD是摄像机的核心器件,因此其性能高低将直接影示敏感物体光强弱的电信号或标准的视频信号。基于上述响摄像机的品质,并且CCD的发展是摄像机更新换代的基将一维光学信息转变为电信息输出的原理,线阵CC
6、D可以础。CCD传感器有两种,第一种是特殊CCD传感器,如红外实现图像传感和尺寸测量的功能。图1为CCD光谱响应曲CCD芯片(红外焦平面阵列器件)、高灵敏度背照式和电子*收稿日期:2007-08-19作者简介:王蕴珊(1948-),男,山东英才职业技术学院计算机电子信息工程学院副院长,教授。53轰击式CCD、EBCCD等,另外还有大靶面如2048×2048、物色彩。4096×4096[2]传感量仪的器测设计可见光CCD传感器、宽光谱范围(紫外光→可1.CCD见光→近红外光→3-5μm中红外光→8-14
7、um远红外光)图2所示为CCD传感器测量仪的组成光路图。它由光焦平面阵列传感器等。从模拟analogCCD摄像机向DSP数学实验导轨、CCD传感器实验头、CCD数据采集器字处理CCD摄像机方向的发展采用DSP技术,可以使CCD(ISA/USB)、CCD实验电源、双通道示波器、背景照明光源组摄像机在数字检测和数字运算技术上能够有效实现智能化件、万能载物实验台、环形前景照明光源/50mm光学镜头等逆光背景补偿;能够自动跟踪白平衡,即可以在任何条件下组成。检测和跟踪“白色”,并以数字运算处理功能来再现原始的
8、景2.CCD传感器测量仪的工作原理或:W=K×N×(L0/N0)=A×N(2)CCD传感器测量仪的工作原理如图3所示。其中:其中:N为CCD直接测得的物体宽度所占的CCD像元个K=h/f为光学系统的变换系数,A=K·(LO/NO)为系统标定常数。因此每次测量时,CCD测量系统直接测得的N乘以测数,(LO/NO)为CCD像空间分辨率,LO为CCD感光面尺量系统的标定常数A,即可得到被测物体宽度W。同理,利寸,NO为CCD像元素总数。利用CCD背景平行光照明
