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《光電檢測(cè)復(fù)習(xí).doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、光電檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用復(fù)習(xí)第一章1、信息技術(shù)是一種綜合技術(shù),基本內(nèi)容:感測(cè)技術(shù),通信技術(shù),人工智能,計(jì)算技術(shù)以及控制技術(shù)。當(dāng)今時(shí)代,還包括:微電子信息技術(shù),光電信息技術(shù)。2、光電信息技術(shù):光與電子轉(zhuǎn)換及應(yīng)用的技術(shù)。3、光電檢測(cè)技術(shù):利用光電傳感器實(shí)現(xiàn)各類檢測(cè),將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為光通量,再將光通量轉(zhuǎn)換為電量,并綜合利用信息傳送技術(shù)和信息處理技術(shù),完成各類物理量的在線和自動(dòng)檢測(cè)。4、檢測(cè):通過一定的物理方式,分辨出被測(cè)參數(shù)量并歸屬到某一范圍帶,以此來判別合格或參數(shù)量是否存在。測(cè)量:將被測(cè)的未知量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)
2、量進(jìn)行比較,確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù),并通過數(shù)字表示出這個(gè)倍數(shù)的過程。直接測(cè)量:對(duì)被測(cè)物進(jìn)行測(cè)量時(shí),對(duì)儀表讀數(shù)不經(jīng)任何運(yùn)算,直接得出被測(cè)量的數(shù)值。(溫度計(jì)測(cè)量溫度,萬用表測(cè)量電壓)間接測(cè)量:測(cè)量幾個(gè)與被測(cè)量有關(guān)的物理量,通過函數(shù)關(guān)系式計(jì)算出被測(cè)量的數(shù)值。5、傳感器:將非電量轉(zhuǎn)換為與之有對(duì)應(yīng)關(guān)系的電量輸出。能量控制型傳感器(有源傳感器):將被測(cè)量變化轉(zhuǎn)換成電參數(shù)變化(電阻,電容),需外加激勵(lì)電源,才能將被測(cè)量參數(shù)變化轉(zhuǎn)換成電壓、電流變化。能量轉(zhuǎn)換型傳感器(無源傳感器):直接將被測(cè)量變化轉(zhuǎn)換成電壓、電
3、流的變化,不需外加激勵(lì)源。敏感器:將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為可用非電量的器件或裝置。6、光電傳感器光電二極管:高速的光檢測(cè)電路、寬范圍照度的照度計(jì)、超高速的激光傳感器光電晶體管:幾千赫茲的激光脈沖傳感器、簡(jiǎn)單電路中低速脈沖光電開關(guān)光敏電阻Cds:響應(yīng)速度慢,但性能良好的電阻橋式傳感器以及具有電阻性質(zhì)的光電傳感器、路燈自動(dòng)亮滅電路中的光電傳感器、隨光的強(qiáng)弱成比例改變的可變電阻光電耦合器:集成光電傳感器:旋轉(zhuǎn)編碼器、速度傳感器光電池:圖像傳感器:7、電子檢測(cè)系統(tǒng)組成:傳感器、信號(hào)調(diào)理器、輸出環(huán)節(jié)光電檢測(cè)系統(tǒng):
4、(基本環(huán)節(jié))光發(fā)射機(jī)、光學(xué)信道、光接收機(jī)主動(dòng)式:光發(fā)射機(jī)由光源和調(diào)制器構(gòu)成被動(dòng)式:光發(fā)射機(jī)為被檢測(cè)物體的輻射發(fā)射光接收機(jī):光接收機(jī)前端、光電檢測(cè)器、后續(xù)檢測(cè)信號(hào)處理器功率檢測(cè)接收機(jī)(直接檢測(cè)接收機(jī)、非相干接收機(jī))外差接收機(jī)8、光學(xué)變換:光載波與被測(cè)對(duì)象相互作用將被測(cè)量載荷到光載波上。(通過各種光學(xué)元件和光學(xué)系統(tǒng))光電變換:經(jīng)光電器件實(shí)現(xiàn)光向電的信息轉(zhuǎn)換。(通過各種光電變換器件)9、光電檢測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn):高精度、高速度、遠(yuǎn)距離,大量程、非接觸檢測(cè)、壽命長(zhǎng)、具有很強(qiáng)的信息處理和運(yùn)算能力、抗干擾能力強(qiáng)10、
5、光電傳感器直射型:光電傳感器對(duì)著光源放置,并使他們的光軸重合反射型:?jiǎn)蜗蚍瓷洹⒙瓷漭椛湫停罕粶y(cè)物體是一個(gè)輻射源11、光電檢測(cè)基本方法直接作用法受被測(cè)物體控制的光通量,經(jīng)光電接收機(jī)轉(zhuǎn)換成電量后由檢測(cè)機(jī)構(gòu)直接求得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單精度差,易受光源波動(dòng)、電源波動(dòng)影響適合測(cè)量精度要求不高的地方差動(dòng)測(cè)量法將被測(cè)量與某一標(biāo)準(zhǔn)量比較,所得差或數(shù)值比可反應(yīng)被測(cè)量的大小(雙光路差動(dòng)測(cè)量法)提高測(cè)量精度和靈敏度補(bǔ)償測(cè)量法用光或電的方法補(bǔ)償由被測(cè)量變化引起的光通量的變化脈沖測(cè)量法在測(cè)量中將被測(cè)量的光通量轉(zhuǎn)換成電脈沖,其參數(shù)反映
6、被測(cè)量大小抗干擾性好,精度高,直接與計(jì)算機(jī)相連,易于實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量和自動(dòng)控制第二章1、光電效應(yīng):在物質(zhì)受到光的照射后,材料的電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化(電導(dǎo)率改變、發(fā)射電子、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的現(xiàn)象。外光電效應(yīng):受到光輻射的作用后,產(chǎn)生電子發(fā)射的現(xiàn)象。內(nèi)光電效應(yīng):受到光照射的物質(zhì)內(nèi)部電子能量狀態(tài)發(fā)生變化,表面不發(fā)射電子。2、光電導(dǎo)效應(yīng)(內(nèi)光電效應(yīng)):大多數(shù)半導(dǎo)體或絕緣體中存在,金屬不產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)3、本征光電導(dǎo)效應(yīng):只有光子能量hv大于材料禁帶寬度Eg的入射光,才能激發(fā)出電子空穴對(duì),是材料產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)。截止波
7、長(zhǎng):,只有波長(zhǎng)小于的入射輻射才能產(chǎn)生本征光電導(dǎo)。越窄,截至波長(zhǎng)越長(zhǎng)(越窄,激發(fā)出電子所需電子能量越小)4、穩(wěn)態(tài)光電流:本征半導(dǎo)體樣品兩端敷有電極,沿電極方向加有電場(chǎng),當(dāng)垂直于電場(chǎng)方向有均勻光照入射到樣品表面,且入射光通量恒定時(shí),樣品中流出的光電流稱為穩(wěn)態(tài)光電流。暗電導(dǎo)率:無光照時(shí),半導(dǎo)體材料在常溫下有一定的熱激發(fā)載流子濃度,此時(shí)材料處于暗態(tài),具有一定的暗電導(dǎo)率。暗態(tài)下的電導(dǎo):暗電流:,(外加電壓U)亮電導(dǎo);,(有光照時(shí),半導(dǎo)體吸收光子能量產(chǎn)生載流子,此時(shí)材料處于亮態(tài))亮電流:,光電導(dǎo):光電流:,(
8、光致電導(dǎo)率變化量)5、光熱效應(yīng):某些物質(zhì)在受到光的照射后,由于溫度變化而造成材料性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。熱釋電效應(yīng):輻射熱計(jì)效應(yīng):溫差電效應(yīng):6、響應(yīng)度(靈敏度):輸出信號(hào)與輸入輻射功率之間關(guān)系的度量,描述光電轉(zhuǎn)換器件的光-電轉(zhuǎn)換效能。,7、光譜響應(yīng)度:光電檢測(cè)器件的輸出電壓或輸出電流與入射到檢測(cè)器上的單色輻通量之比。(越大越靈敏)8、積分響應(yīng)度:輸出電流或電壓與入射光通量之比,表示檢測(cè)器對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射光連續(xù)輻射通量的反應(yīng)程度。9、響應(yīng)時(shí)間:入射輻射到光電檢測(cè)器或入射輻射遮斷后,光電