光電檢測(cè)技術(shù)-論文

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1、光電技術(shù)論文...光電檢測(cè)技術(shù)論文摘要：光電檢測(cè)技術(shù)主要依賴(lài)于光電檢測(cè)元件，屬于光電信息技術(shù)的主要技術(shù)之一。因其測(cè)量靈敏度高，可靠性好，體積小，非接觸，信息容量巨大，信息效率高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域，通常與機(jī)電專(zhuān)業(yè)知識(shí)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了機(jī)械精確的智能控制，在實(shí)際生活中有著廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：光電檢測(cè)；紅外光電傳感器；智能車(chē)系統(tǒng)；光機(jī)電一體化1.光電檢測(cè)技術(shù)概述1.1光電檢測(cè)的基本原理光電檢測(cè)涉及光學(xué)、電子學(xué)、光與物質(zhì)相互作用等領(lǐng)域。它是以不同種的光電傳感器為基礎(chǔ)，通過(guò)檢測(cè)被測(cè)物體的光輻射并換為電信號(hào)，再通過(guò)輸入電路

2、、放大濾波等檢測(cè)電路提取有用信息，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口輸入計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理，最后儲(chǔ)存、顯示、控制輸出所需要的檢測(cè)物理量等參數(shù)。光電檢測(cè)系統(tǒng)工作原理如圖一所示。圖一光電檢測(cè)系統(tǒng)工作原理圖光電傳感器是以光電元件作為檢測(cè)元件，以光電效應(yīng)原理為基礎(chǔ)。光電效應(yīng)是指當(dāng)光照射某一物體，可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上，此時(shí)光子能量就傳遞給電子，并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。通常根據(jù)這一原理，光電傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由光源

3、、光學(xué)通路和光電元件三個(gè)部分；亦可以分成它們分為發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路三個(gè)部分。三者間的關(guān)系通過(guò)應(yīng)用實(shí)例中的紅外光電傳感器加以具體介紹...[1]。1.2光電檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)光電檢測(cè)技術(shù)將光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種量的測(cè)量，它具有如下特點(diǎn)：1）高精度。光電測(cè)量的精度是各種測(cè)量技術(shù)中精度最高的一種。例如用激光干涉法測(cè)量長(zhǎng)度的精度可達(dá)0.05um/m；用激光測(cè)距法測(cè)量地球與月球之間距離的分辨力可達(dá)到1m。2）高速度。光電測(cè)量以光為媒介，而光是各種物質(zhì)中傳播速度最快的，所以用光學(xué)方法獲取和傳遞信息是最快的。3）

4、遠(yuǎn)距離、大量程。光有可以遠(yuǎn)距離傳播的特性，適用于遙控和遙測(cè)，如武器制導(dǎo)、衛(wèi)星測(cè)繪、電視遙控等。4）非接觸測(cè)量。光照到被測(cè)物體上的力是可以忽略不計(jì)的，對(duì)被測(cè)物體毫無(wú)干擾，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，是各種測(cè)量方法中效率最高的一種。此外，光電檢測(cè)技術(shù)還具有測(cè)量精度高、速度快、非接觸、頻寬與信息容量極大、信息率極高、以及自動(dòng)化程度高等突出特點(diǎn)，令其發(fā)展十分迅速，并推動(dòng)著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。它將光學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)相結(jié)合，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭、醫(yī)學(xué)、軍事和空間科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域[2]。1.3光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展情況和趨勢(shì)在光電檢測(cè)技

5、術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過(guò)程中，直接受光電傳感器的影響和制約，所以，光電傳感器水平能代表光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展水平。光電傳感器的應(yīng)用涉及的領(lǐng)域非常廣泛，而且與我們的生活息息相關(guān)，應(yīng)該說(shuō)現(xiàn)代化的生活離不開(kāi)光電傳感器的參與，如傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀、打印機(jī)、車(chē)庫(kù)開(kāi)門(mén)器、液晶顯示器、色度計(jì)、分光計(jì)、汽車(chē)和醫(yī)療診斷儀器等等不勝枚舉。美國(guó)是研究光電傳感器起步最早、水平最高的國(guó)家之一，在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展得十分迅速。在軍事應(yīng)用方面，研究和開(kāi)發(fā)主要包括：水下探測(cè)、航空監(jiān)測(cè)、核輻射檢測(cè)等。民用領(lǐng)域方面，光電傳感器被運(yùn)用在監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的電流

6、、溫度等重要參數(shù)，檢測(cè)肉類(lèi)和食品的細(xì)菌和病毒等。20世紀(jì)90年代，由東芝、日本電氣等15...家公司和研究機(jī)構(gòu)，研究開(kāi)發(fā)出多種具有一流水平的民用光電傳感器并以?xún)r(jià)格適中質(zhì)量好而響譽(yù)全球。我國(guó)對(duì)光電傳感器研究的起步時(shí)間與國(guó)際相差不遠(yuǎn)，目前主要是在光電溫度傳感器、壓力計(jì)、流量計(jì)、液位計(jì)、電流計(jì)等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，取得了上百項(xiàng)科研成果，有的達(dá)到世界先進(jìn)水平。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的研究水平還有不小的差距，主要表現(xiàn)在商品化和產(chǎn)業(yè)化方面，大多數(shù)品種仍處于實(shí)驗(yàn)研制階段，還無(wú)法投入批量生產(chǎn)和工程化應(yīng)用。光電傳感器的發(fā)展趨勢(shì)如下

7、[2]：1）高精度：檢測(cè)精度向高精度方向發(fā)展，納米、亞納米級(jí)精度的光電測(cè)量新技術(shù)是今后的發(fā)展熱點(diǎn)；2）智能化：檢測(cè)系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展，如光電跟蹤與光電掃描測(cè)量技術(shù)；3）數(shù)字化：檢測(cè)結(jié)果向數(shù)字化、光電測(cè)量與光機(jī)電控制一體化方向發(fā)展；4）多元化：光電檢測(cè)儀器的檢測(cè)功能向綜合性、多參數(shù)、多維測(cè)量等多元化方向發(fā)展，如微空間三維測(cè)量技術(shù)和大空間三維測(cè)量技術(shù)等；5）微型化：光電檢測(cè)儀器所用電子元件及電路向集成化方向發(fā)展；光電檢測(cè)系統(tǒng)朝著小型、快速的微型光機(jī)電檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展；6）檢測(cè)動(dòng)態(tài)化：檢測(cè)技術(shù)向自動(dòng)化，非接觸、快速在線測(cè)量

8、方向發(fā)展，檢測(cè)狀態(tài)向動(dòng)態(tài)測(cè)量方向發(fā)展；7）多功能化：即一種光電傳感器不僅能針對(duì)一種物理量，而且能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時(shí)測(cè)量；8）新型傳感材料、傳感技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)與利用；9）品類(lèi)更加齊全，價(jià)格低廉，能在多種環(huán)境中工作（如高溫高壓或者低溫低壓）。2.應(yīng)用實(shí)例——一種基于紅外光電傳感器尋跡的智能車(chē)系統(tǒng)2.1紅外光電傳感器工作原理紅外光電傳感器又稱(chēng)光電開(kāi)關(guān)，分為直