智能光电探测器线性测量系统的研究.pdf

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1、48传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第2期智能光电探测器线性测量系统的研究谢印忠一，张保洲(1．上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093：2．临沂师范学院，山东临沂276005；3．北京师范大学天文系。北京100875)摘要：阐述了光电探头线性测量原理和方法，提出了基于双光源叠加法，利用积分球混光完成辐照度叠加，测量了超高亮LED随内部电流变化的光谱特性，测量结果证明：辐照光源使用超高亮LED的可行性。设计中以计算机编程自动

2、控制实现智能化和自动化完成光电探测器的线性测量为宗旨，对系统的各部分结构、原理、特点及创新性进行分析。讨论了测量系统的不确定度来源与处理方法。对硅光电探头进行多次线性测量，重复精度优于±O．5％，测量结果证明：该系统设计自动化程度和精度较高，可以作为光电探测器线性测量装置。关键词：光学测量；非线性；积分球；双光源叠加中图分类号：TH741．4文献标识码：B文章编号：1000-9787(2010)02--0048-03⋯-⋯‘⋯●‘一StudyOnintelli~entmeaSUrement[orlmearityo

3、fphotoelectricdetectorXIEYinzhongI，．ZHANGBaozhou(1．Optical-ElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghMforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．LinyiNormalUniversity，Linyi276005，China；3．DepartmentofAstronomy，BeijingNormalUniversity，Beijing100875

4、，China)Abstract：Theprincipleandmethodsoflinearitymeasurementarediscussed．Anintelligentmeasurementsystemisdesignedforlinearityofaphotoelectricdetector．Thesystemisbasedonthemethodoftwolightsadditionforirradianceandtheprincipleoflightblendedinintegralgloba1．Thep

5、hotoelectriccharacteristicofsupperbrightnessLEDismeasured．TheresultprovesthatthesupperbrightnessLEDisanexcellentlightsource．Thecourseofmeasurementisauto—controlledbythecomputer．Thetheoryandstructureofthesystemarediscussed．Themeasurednonlinearityisdiscussedand

6、analyzed．Asiliconphotoelectricdetectorismeasuredformanytimes．Therepeatedprecisionofmeasurementispriorto±0．5％．Measurementresultsprovethedesignofthesystemhashighautomationandprecision．Thissystemcanbeusedasinstrumentoflinearmeasurementofthephotoelectricdetectors

7、．Keywords：opticalmeasurement；nonlinearity；integralsphere；twolightsourcesadded0引言面间的距离实现不同光强照射来测算探测器的线性度，然线性测量是光辐射度学研究和光电传感器性能评估不而，一方面在一个6m长的光轨上基于平方反比定律实现可缺少的环节之一。电信号的测量已经十分成熟和精的光强变化最多只有几十倍，另一方面，由于灯与探测器间确，例如：直接利用Fluke8845A数字多用表完成快速电距很大时，杂散光的影响将十分明显；间距太小则将导致平方反

8、比定律失效，因此，在大范围特别高灵敏度探测器的线流测量，量程为100A时的分辨率为100IxA，测量精度达性测量在光轨上实现起来很困难，且精度难以保证。除距0．05％，电流被高精度放大电路低噪声线性放大后的测量离平方反比法外，研究者们还提出了几种获得辐照度增加分辨率会进一步提高，所以，非线性测量的工作要点是完成的方法，如，滤光片或滤光片组法J，Beer衰减法J，偏振光辐照