最新光电传感与检测--第章-绪论课件ppt.ppt

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1、光电传感与检测--第章-绪论目录第1章概论第2章光电检测技术基础第3章光电检测系统第4章红外传感与检测技术第5章激光传感与检测技术第6章光纤传感与检测技术第7章光栅传感与检测技术第8章光电新技术的应用第1章概论了解并掌握典型的光电器件的原理和特点，会正确选用光电器件。学会根据光电器件的特点选择和设计光电检测电路和有关参数。能根据被测对象的要求，设计光电检测系统。《光电传感与检测技术》的学习要求：光电传感器与敏感器的概念敏感器光电传感器---光电效应：将光信号转换为电信号（确定对应关系）可测非电量光电量光电传感器被

2、测非电量敏感器光电探测器的种类类型实例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)非PN结光电元件(CdS,CdSe,Se,PbS)热电元件(PZT,LiTaO3,PbTiO3)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，CCD/MOS/CPD型）位置检测用元件（PSD）光电池光电传感器件的特性与参数（1）灵敏度（2）脉冲响应特性（3）频率响应特性（4）光照特性（5）光谱特性（6）温

3、度特性（7）伏安特性（8）量子效率光电传感器的光照特性光电传感器的类型根据光源、光学系统和光电转换器件放置位置的不同，可分为：1.直射型：光电转换器对着光源放置，光轴重合，对于光源为发射光通量最大方向，对于光电器件为灵敏度最高的方向。2.反射型：分为单向反射和漫反射3.辐射型：被测物体本身为一辐射源，光电检测器通过接收被测物体的辐射光能量实现测量。4.遮挡式：待检测物遮挡部分或全部光束，或周期性地遮挡光束。5.干涉式：干涉现象，精密测量。1.直射式光透过待检测物体，其中一部分光通量被待检测物吸收或散射，另一部分光

4、通量透过待检物体由光电探测器接收，如上图所示。被吸收或散射的光通量的数值决定于待检测物的性质。常用于检测液体或气体浓度、透明度或浑浊度，检测透明薄膜的厚度和质量；检测透明容器的疵病，测量胶片的密度等。1232´42.反射式举例：转速测量原理图反射光通量取决于反射表面的性质、状态和光源之间的距离。用于光电准直、激光制导、主动式夜视仪、电视摄像、文字判读、表面粗糙度测试仪等。12323413.辐射式检测其辐射量的大小就能确定待测量的大小。探测被测物体的辐射功率、光谱分布及温度等参数，以便确定待测物体的存在、所处方位以

5、及根据其光谱分布情况分析研究它的物质成份及性质，如辐射高温计、火警报警器、侦查跟踪、光谱分析、热成像仪等。待检测物体1本身就是辐射源，它发出的辐射能强弱与待检测物I的性质(例如温度的高低)有关，用光电探测器31234.遮挡式根据被遮挡光通量的大小就可确定待检测物的形状，或者待检测物的位移量；根据被遮挡光束的次数就可确定待测物体的个数或者待测物体的运动速度等，相应地可用于物体外形尺寸的测量、产品计数、光电测速、光控开关及防盗报警等。待检测物遮挡部分或全部光束，或周期性地遮挡光束，如图所示。41232´45.干涉式1

6、223456ab1235644ab(a)(b)如图所示，由光源1发出的光线经过透镜2照射到分束器3(它可以是半透明半反射的平面镜成棱镜)上，经分光面把光线分成两路，一路射向平面反射镜4作为参考光，另一路6射向待检测物5，从待检测物中得到待测信息。例如，图a中的待测信息可以是位移或振动等。图b中的待测信息可以是待测物体折射率的变化，即浓度或成份变化的信息。光线a和b经过4和5后又一起射向光电探测器6，在光电探测器上可检测到干涉条纹信号。因此干涉法可用于检测位移、振动、流体的浓度、折射率等。它的检测灵敏度和精度很高，

7、动态范围大，但结构和检测电路复杂，成本高。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。光电检测系统的构成变换电路光电传感光源光学系统被测对象光学变换电信号处理存储显示控制光学变换电路处理光电检测系统：光学变换，光电变换，电路及计算机

8、处理。光源光学系统被测对象光学变换光电转换电信号处理存储显示控制光学变换：通过各种光学元件和光学系统，如平面镜、狭缝、透镜、棱镜、光栅、成像系统等来实现，作用是将被测量转换为光参量（振幅、频率、相位、偏振态，传播方向变化等）。光电转换：由各种光电器件来实现，如光电检测器件、光电摄像器件、光电热敏器件等。光电系统框图光学变换时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽空域变换：光学