光电检测技术与应用

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1、光电检测技术机械与精密仪器学院机械工程及自动化系孔令飞上课地点：教6-504/505考核方式：平时20%,考试70%,实验10%使用教材：《光电检测技术与应用》,郭培源等,北京航空航天大学出版社,2006.参考书目：《光电检测技术》,雷玉堂等,中国计量出版社,1997.《光电信号检测原理及技术》,赵远等,机械工业出版社,2005.《检测技术》,施文康等,机械工业出版社,2005.章节安排光电检测技术概述（补充）光电检测器件的技术基础发光与耦合器件常用光电检测器件介绍光电检测电路的设计光电检测系统光电检测技术的典型应用光纤传感检测技术第一章绪论主要教学内容：1.1信息技术及光电检测技术1.2光电

2、检测与光电传感器概念1.3光电检测系统的组成及特点1.4光电检测方法及应用发展趋势1.1信息技术及光电检测技术信息技术：感测技术、通信技术、人工智能与计算机技术、控制技术。信息的产生和获取、转换、传输、控制、存储、处理、显示。微电子信息技术（电集成）、光子信息技术（光集成）、光电信息技术（光电集成）。传统的电子技术微电子技术光子信息技术光电信息技术传统的电子技术微电子技术光子信息技术光电信息技术光电检测技术主要研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的，以实现电路的系统化和集成化以光集成技术为核心

3、的有关光学元器件制造的应用技术，利用传统工艺将有源和无源光学器件集成在一起，构成能完成光学信息采集处理和存储等功能的系统光与电子转换及其应用技术，光频段微电子技术。利用光电传感器实现各类检测，即将被测量量转换成光通量，再将光通量转换成电通量，并综合利用信息传输技术和信息处理技术，最终完成对各类物理量进行在线和自动检测。雷达测速车载电子警察航空航天安全检查可拍照的手机主要教学内容1.1信息技术及光电检测技术1.2光电检测与光电传感器概念1.3光电检测系统的组成及特点1.4光电检测方法及应用发展趋势1.2光电检测与光电传感器概念1、检测与测量2、光电传感器与敏感器的概念检测的基本概念定义:确定被测

4、对象的属性和量值为目的的全部操作被测对象：宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体……）被测信息：物理量（光、电、力、热、磁、声、…）化学量（PH、成份…）生物量（酶、葡萄糖…）……全部操作：检测器具:传感器、检测仪器、检测装置、检测系统检测过程:信号采集、信号处理、信号显示、信号输出例：空调机测量控制室温被测对象：被测信息：检测器具：操作过程：室内空气温度温度传感器---热电阻、热电偶空气热敏电阻电信号处理显示空调机测量：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。测量方式：直接测量和间接测量直接测量：对仪表读数不经任何运算，直接得出被测

5、量的数值。例如：长度：直尺、游标卡尺、千分尺电压：万用表质量：天平温度：温度计直接测量方式举例测量方式：直接测量和间接测量间接测量：测量几个与被测量相关的物理量，通过函数关系式计算出被测量。例如：阿基米德测量皇冠的比重测量：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。1.2光电检测与光电传感器概念1.检测与测量2.光电传感器与敏感器的概念传感器非电量电量（确定对应关系）光电传感器能量控制型---有源传感器：光敏电阻，光电二极管三极管能量转换型---无源传感器：光电池光电传感器：-基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种光电器件。-将非电量转换为

6、与之有确定对应关系的电量输出。敏感器敏感器是把被测量转换为可用非电量，而传感器是把被测非电量转换为电量。（确定对应关系）可用非电量（应变力）电量（电阻）传感器（应变片）被测非电量（压力）敏感器（弹性元件）光电传感器的种类类型实例PN结PN光电二极管（Si,Ge,GaAs)PIN光电二极管（Si）雪崩光电二极管(Si,Ge)光电晶体管(Si)集成光电传感器和光电晶闸管(Si)光电池(Si,Se,GaAs)非PN结光电元件(CdS,CdSe,Se,PbS)——光敏电阻热电元件(PZT,LiTaO3,PbTiO3)——热敏电阻电子管类光电管，摄像管，光电倍增管其他类色敏传感器固体图象传感器（SI，C

7、CD/MOS/CPD型）位置检测用元件（PSD）主要教学内容1.1信息技术及光电检测技术1.2光电检测与光电传感器概念1.3光电检测系统的组成及特点1.4光电检测方法及应用发展趋势1.3光电检测系统的组成及特点一般电子检测系统传感器信号变换器输出环节传感器：从被测对象中提取被测信号，转化成便于测量的电参数信号变换电路：完成信号的转换、滤波和放大1.3光电检测系统的组成及特点一般光电系统光发射机光学