光电检测系统的原理和设计方法

光电检测系统的原理和设计方法

光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴的检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。

光电检测电路的基本构成

光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱，而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中，因此，要对这样的微弱信号进行处理，一般都要先进行预处理，以将大部分噪声滤除掉，并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样，就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框光电二极管的工作模式与等效模型

光电二极管的工作模式

光电二极管一般有两种模式工作：零偏置工作和反偏置工作，一般来说，在光电精密测量中，被测信号都比较微弱，因此，暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号，所以，尽量避免噪声干扰是首要任务，所以，设计时采用光伏模式。

光电二极管的等效电路模型

光电测量系统设计报告

光电测量系统设计报告

光电测量系统设计报告

一、干涉的基本原理 干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．1801年，英国物理学家托马斯·杨(1773—1829)在实验室里成功地观察到了光的干涉．两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。 由一般光源获得一组相干光波的办法是，借助于一定的光学装置（干涉装置）将一个光源发出的光波（源波）分为若干个波。由于这些波来自同一源波，所以，当源波的初位相改变时，各成员波的初位相都随之作相同的改变，从而它们之间的位相差保持不变。同时，各成员波的偏振方向亦与源波一致，因而在考察点它们的偏振方向也大体相同。一般的干涉装置又可使各成员波的振幅不太悬殊。于是，当光源发出单一频率的光时，上述四个条件皆能满足，从而出现干涉现象。当光源发出许多频率成分时，每一单频成分（对应于一定的颜色）会产生相应的一组条纹，这些条纹交叠起来就呈现彩色条纹。 1、劈尖的等厚干涉测细丝直径 见图7.2.1-2，两片叠在一起的玻璃片，在它们的一端夹一直径待测的细丝，于是两玻璃片之间形成一空气劈尖。当用单色光垂直照射时，如前所述，会产生干涉现象。因为程差相等的地方是平行于两玻璃片交线的直线，所以等厚干涉条纹是一组明暗相间、平行于交线的直线。 设入射光波为λ，则第m级暗纹处空气劈尖的厚度 由上式可知，m=0时，d=0，即在两玻璃片交线处，为零级暗条纹。如果在细丝处呈现m=N级条纹，则待测细丝直径 具体测量时，常用劈尖盒，盒内装有两片叠在一起玻璃片，在它们的一端夹一细丝，于是两玻璃片之间形成一空气劈尖，见图7.2.1-2。使用时木盒切勿倒置或将玻璃片倒出，以免细丝位置变动，给测量带来误差。

(完整版)光学仪器基本原理习题及答案

第四章 光学仪器基本原理 1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为5.55mm ，内部为折射率等于4／3的液体，外部是空气，其折射率近似地等于1。试计算眼球的两个焦距。用右眼观察月球时月球对眼的张角为1°，问视网膜上月球的像有多大？ 解；眼球物方焦距；当s ’=∞时，f=﹣5.55／﹙4／3﹣1﹚=﹣16．65㎜=﹣1．665㎝ 眼球的象方焦距：f ＇=s ＇=mm 2.2213455.534 =-? 当u=1°时，由折射定律n 1sinu 1=n 2sinu 2 U 1=1°n 1=1,n 2=4∕3 像高l ＇=f ＇tanu 2=f ＇sinu 2=f ＇×3∕4 sin1o =22.2×3∕4×0.01746=0.29mm 2．把人眼的晶状体看成距视网膜2㎝的一个简单透镜。有人能看清距离在100㎝到300㎝ 间的物体。试问：⑴此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？⑵为看清25㎝远的物体，需配戴怎样的眼镜？ 解：人眼s ＇=2cm. S 1=100cm.s 2=300cm 近点时透镜焦距'f =21002 100+?=1.961cm 远点时透镜焦距f ＇=23002 300+? =1.987cm 当s =﹣25cm 时s '=﹣100cm ﹦﹣1m 34125.0100.1111=+-=---=-'= Φs s D 300=度 3．一照相机对准远物时，底片距物镜18㎝，当镜头拉至最大长度时，底片与物镜相距20 ㎝，求目的物在镜前的最近距离？ 解：.18.0m f =' m s 20.0=' 照相机成像公式： f s s '=-'1 11 556.020.01 18.01111-=+-='+'-=s f s m s 8.1-= 目的物在镜前的最近距离为m 8.1

光电检测方法研究毕业设计

摘要 随着石油、天然气工业以及煤炭工业的发展，煤矿爆炸事故日益增加。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，也是世界上少数以煤为主要能源的国家之一。在煤炭的生产、加工过程中产生的大量甲烷(CH4)及一氧化碳(CO)等易燃易爆气体，带来了煤矿安全、环境污染等一系列的问题。因此，对煤矿生产、加工过程中产生的有害气体进行高灵敏度检测变得十分重要。通信技术的发展使得光源及各种光纤器件性能更加完善。因此，在各种气体传感器中光纤气体传感器受到国内外研究者的广泛关注。光纤气体传感器因其敏感元件与检测电路和信号处理电路实现了完全的电隔离，使系统更加安全可靠。 本文基于差分检测原理，设计了用于气体传感中微弱信号测量的增益可调的便携式双光路光电检测和采集系统。系统采用以AD795 为核心的低噪声、高灵敏度前置放大器，通过有效的抗干扰措施，实现了微弱信号的高精度低噪声检测，并配以具有极强抗噪性能的24bitsΣ－△模数转换芯片AD7794，完成高分辨率的数据采集。通过AVR 单片机控制实现电路增益的自动调节，解决了差分检测中存在的小信号放大，大信号饱和的问题。 关键词：气体传感；光电检测；微弱信号测量；可调增益；数据采集

Abstract Along with the development of oil and natural gas industry,the coal mine exploding accident increased everyday.China is the country with the maximal coal yield and consumption,and also is one of the countries using coal as the most energy sources. Many kinds of inflammable and explosive gases such as methane(CH4)and carbon monoxide(CO)coexisting in the process caused a series of problem like the safety problem and environment pollution and so on.So it is very important to detect more sensitive the harmful gases engendering in the coal mine.

光电系统设计题目及答案 (1)

一、简答题 1、根据系统工作的基本目的，通常光电系统可以分为哪两大类？ 答：(1)信息光电系统。例如：光电测绘仪器仪表、光电成像系统、光电搜索与跟踪系统、光电检测系统、光通信系统等。(2)能量光电系统。例如：激光武器、激光加工设备、太阳能光伏发电、“绿色”照明系统等。 2、光电系统的研发过程需要哪些学科理论与技术的相互配合？ 答：光电系统的发展需要多种学科相互配合。它是物理学、光学、光谱学、电子学、微电子学、半导体技术、自动控制、精密机械、材料学等学科的相互促进和渗透。应用各学科的最新成果，将使光电系统不断创新和发展。 3、光学系统设计基本要求包括哪些？ 答：基本要求包括：性能、构型选择、和可制造性三个方面。 4、光学系统设计技术要求包括哪些？ 答：基本结构参数（物距、成像形式、像距、F数或数值孔径、放大率、全视场、透过率、焦距、渐晕）；成像质量要求（探测器类型、主波长、光谱范围、光谱权重、调制传递函数、RMS波前衰减、能量中心度、畸变）；机械和包装要求；其它具体要求。 5、望远物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？ 答：球差、慧差和轴向色差。 6、目镜设计中需要校正的像差主要是哪些？ 答：像散、垂轴色差和慧差。 7、显微物镜设计中需要校正的像差主要是哪些？ 答：球差、轴向色差和正弦差，特别是减小高级像差。 8、几何像差主要有哪些？ 答：几何像差主要有七种：球差、慧差、象散、场曲、畸变、轴向色差和垂轴色差。 9、用于一般辐射测量的探头有哪些？ 答：光电二极管 10、可用于微弱辐射测量的探头有哪些？ 答：光电倍增管 11、常用光源中哪些灯的显色性较好？ 答：常用光源中，白炽灯、卤钨灯、氙灯的显色性较好。（高压汞灯、高压钠灯的显色性较差） 12、何谓太阳常数？ 答：太阳常数——在地球-太阳的年平均距离，大气层外太阳对地球的的辐照度(1367±7) W2m-2

《光电仪器原理与设计》

《光电仪器原理与设计》 MEA04007 本课程是一门专业技术课，适合于近测控技术与仪器，光学工程类各专业。本课程的目的是通过光电仪器原理与设计课程的学习，培养学生光电仪器原理分析、仪器使用和仪器系统设计能力。 本课程的任务是使学生以现有光、机、电、算基础知识为起点，通过常用光电仪器工作原理及设计原则的理论和方法的学习，从普遍规律和具体经验两方面提高对于光电仪器原理和设计的认知和掌握；熟知常用光电仪器的工作原理；掌握光电仪器重要组成部件的结构、功能及参数设计方法；培养学生进行总体设计的能力；为后续课程的学习和工程设计奠定理论基础和工程实践基础。 《Optoelectronic Instrument Principle and Design》 MEA04007 The objective of this course is to familiarize students with principles and basic design methods of commonly used optoelectronic instruments. Students will be trained to master the operating procedure of the instruments, distinguish the structure and function of each component, and present preliminary results of both overall design and parameter design. This course starts from basic physical principles adopted in optoelectronic instruments, and covers accuracy analysis of measuring instrument and modern instrument design methods such as ergonomics or optimum design. The focused functional contents include light sources, optical elements, detectors and metrical standards. Micro displacement technology for precision instruments and common alignment schemes are also introduced. Examples of conventional instruments like interferometers or microscopes are proposed to train the students to solve specific practical problems.

《光电仪器系统设计》期末复习

《光电仪器系统设计》复习 注：以下题目的答案仅供参考，部分题目的答案可能不够完整与严格。 第一章概论 一、什么是光电仪器，其基本作用有那些？ 以光学原理为基础，综合采用电子、计算机、机械等其他技术的各类仪器，用于对物质实体及其属性进行观察、监测、测定、验证、传输、变换、显示、分析处理与控制。 二、光电仪器的基本构成包括哪几部分，涉及哪些内容？ 光电仪器的构成——三大部分 ●机械部分：仪器的传动机构、联接机构、调整机构和壳体等 ●电子与微机控制部分：各种电子线路、照明、显示和计算机控制等 ●光学部分：由各种透镜、棱镜、平面镜、光栅和光纤等元件组合而成 三、光电仪器设计的指导思想是什么？ (1) 仪器的性能指标确定要合理，综合考虑应用场合和整体性能 (2) 经济性：不盲目追求复杂、高级方案，尽可能采用最简单、最经济的设计方案满足所提出的功能要求。 (3) 可靠性：可靠性差，就没有使用价值。 (4) 环保与安全性：不污染环境，对操作人员没有伤害。 (5) 效率：尽可能提高测量速度 (6) 寿命：充分考虑器件的寿命，易耗元件的更换，维护的方便。 (7) 封装和造型：总体结构安装、部件建的造型、细部美化等都要考虑，尽量使产品。 (8) 操作方便：操作要符合人们的习惯，尽可能节省人的体力和脑力。 四、光电仪器设计的原则是什么？ (1) 从原理上提高性能的原则 (2) 精度匹配原则：在分析基础上，对各部分精度分配恰当 (3) 最短传动链原则：影响精度的测量和传动链最短，零部件最少 (4) 零部件的标准化、系列化和通用化原则

(5) 便于加工和生产的原则 (6) 最佳性价比的原则 五、光学仪器如何进行分类？ ①按光学工作原理： ●反射原理：采用各种反射镜及其组合：潜艇观察镜、反光镜等 ●成像原理：显微、望远、投影、照相、OCT等 ●物理光学：干涉、衍射、偏振等 ●导波光学：纤维光学和波导光电仪器等 ②按经典光学应用分类： ●观察仪器：望远镜、显微镜等 ●测量仪器：测距仪、干涉仪、OCT等 ●瞄准： ●摄像：照相机 ③按光谱波段分类： ●可见光仪器：目视光学仪器、可见光成像仪器 ●红外光学仪器：红外夜视仪器、空间红外探测仪器 ●紫外光学仪器：紫外成像仪器、光刻机器 ④按现代光学用途分类： ●民用光电仪器：普通目视光学仪器、可见光成像仪器、CCD观察及成像仪器等 ●军用光电仪器：观测仪器、头盔夜视仪、空间红外探测仪器、各种军用装备等 ●空间光电仪器：飞机机载光电仪器、卫星光电仪器 六、光学仪器设计包括哪些程序？ (1) 确定设计任务：根据用户需求、发展要求来确定 (2) 调研：了解国内外同类产品、性能和特点 (3) 分析设计任务，制定设计任务书 (4) 方案设计： ①实现功能分析；

武汉工程大学 考研《光电系统设计基础》考试大纲

武汉工程大学考研《光电系统设计基 础》考试大纲 一. 参考教材 吴晗平编著.《光电系统设计基础》.科学出版社，2010年第1版. 二. 考试方法、考试时间 闭卷考试，试卷满分150分。考试时间180分钟 三. 试题形式 简答题约占30% 分析题约占20% 证明题约占20% 设计计算题约占30% 四. 考试要求 《光电系统设计基础》是光学、光电类专业的重要专业基础课程，使学生具有进行光电系统实际技术工作的基本方法和技能，为从事具体光电系统设计、科研、生产等，打下良好的工程技术基础。在要求较扎实的理论知识基础上，着重考查考生灵活运用知识的能力和专业知识面。 为了组织好该门课程的研究生入学考试，以便能真正选拔出优秀人才，考试试题的评价标准是高等学校优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具有基本的专业水平，并有利于高等学校的择优选拔。故试题的难度系数在原本科生该门课程结业考试试题难度系数的基础上，适当加大。 五. 考试内容 参加该门课程考试的考生须掌握如下内容： 第一章绪论 1.1 光电系统及其基本组成与设计 1.2 光电系统的分类 1.3 光电系统的应用 1.4光电系统的发展基础 1.5 光电技术及系统发展的制约因素 1.6 光电产品工程设计控制程序 1.7 光电产品设计图样文件技术要求 1.8 光电系统设计与仿真软件 第二章光学系统设计概要 2.1光学仪器及其发展 2.2光学设计及其发展 2.3应掌握的光学设计基础 2.4光线追迹及像差校正常用方法 2.5光学设计的大致类型及各类镜头的设计差别 第三章目标辐射及其工程计算

3.1光辐射与度量 3.2 绝对黑体及其基本定律 3.3 辐射源及特性形式分类 3.4 点源、小面源、朗伯扩展源产生的辐照度 3.5 目标与环境光学特性的分类及特点 3.6 环境与目标光辐射特性 3.7 目标辐射的简化计算程序 第四章红外辐射大气透过率的工程理论计算 4.1大气衰减与透过率 4.2 大气的组成及吸收作用 4.3 大气中辐射衰减的物理基础 4.4 大气透过率数据表 4.5 海平面上大气气体的分子吸收 4.6 不同高度时的分子吸收修正问题 4.7 大气分子与微粒的散射 4.8 与气象条件有关的衰减 4.9 平均透过率与积分透过率的计算方法 第五章红外凝视成像系统 5.1 热成像技术特点 5.2 红外凝视成像技术发展 5.3 红外凝视成像系统的工作原理 5.4 红外焦平面阵列非均匀性产生的原因及其校正技术第六章红外传感器工程设计 6.1 红外工作波段的选取分析 6.2 系统总体对红外传感器提出的功能及性能指标要求6.3红外传感器工作原理与组成 6.4红外探测器件及物镜光学参数选取 第七章CCD及其应用系统设计 7.1 CCD成像器件的特征参量及其评价 7.2 CCD摄像机分类 7.3 CCD图像传感器在微光电视系统中的应用 7.4 CCD的工程技术应用与设计 第八章光电系统作用距离工程理论计算 8.1 红外系统作用距离计算 8.2 激光测距系统作用距离计算 8.3 电视跟踪仪作用距离计算 8.4 微光电视作用距离计算 第九章LED及其应用设计 9.1 LED的工作原理 9.2 LED的发展历史与半导体材料的分代 9.3 LED的工作特性 9.4 LED特性与主要参数 9.5 LED的分类

09235设计原理-2016年1月自考真题及答案

09235设计原理-2016年1月自考真题及答案

09235设计原理-自考真题 2015年1月广东省高等教育自学考试 重要提示： 1. 本试卷共4页，满分100分；考试时间150分钟。 2. 应考者必须在“答题卡”上要求作答，答在试卷上无效。 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选择并将“答题卡”的相对应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。 1. 第二次世界大战后，商业设计在获得极大地发展。 A.英国 B. 德国 C. 美国 D. 意大利 2.目前，美国、英国、日本等国标定颜色依据的

基础是的色彩理论。 A.孟塞尔 B. 艾维斯 C. 埃舍尔 D. 乌特松 3.人的视觉倾向于连接与聚合具有相似的物体，这种常见的视觉归类方法是基于人的（）心理。 A.认知 B. 行为 C. 视觉 D. 完形 4.最早提出头脑风暴法的是现代创造学创始人 A.中村吉郎 B. 奥斯本 C. 鲁尔巴赫 D. 乌特松 5.设计活动表现出一定的程序性特点，在阶段，将想象带回符合逻辑的现

实世界。 A.界定 B. 创新 C. 分析 D. 整合 6.世界上第一位专职的汽车设计师创造了汽车设计的模式——“有计划的商业废止制。A.贝伦斯 B. 厄尔 C. 提格 D. 罗维 7.在设计管理营销策略中，企业开发和设计不同的类型的产品，或在同类产品中开发系列产品的策划略是 A.率先进入市场策略 B. 多元化策略 C. 集中策略 D. 通用化策略 8.产品的功能包括物质和精神两个方面，其中产

品本身所具备的机构性能是产品的 A. 技术功能 B. 使用功能 C. 审美功能 D. 象征功能 9.将美国首都华盛顿规划成方格网加放射性道路的城市格局的是 A. 乔治·华盛顿 B. 托马斯·杰弗逊 C. 皮埃尔·朗法皮埃尔·查尔斯·郎方 D. 约翰·亚当斯 10.汉字发展史的转折点是的出现，它是古今文字的分水岭。 A. 大篆 B. 小篆 C. 隶书 D. 楷书 11.在染织图案造型中，花果草木、鸟兽虫鱼、田园风光等传统图案属于造型。

光电传感器转速测量系统设计讲解

专业课程设计 题目 光电传感器的转速测量设计 院系：自动化学院 专业班级： 小组成员： 指导教师： 日期：2012年10月8---2012年10月19

一．课程设计描述 采用单片机、uln2003为主要器件，设计步进电机调速系统，实现电机速度开环可调。 二．课程设计具体要求 1、通过按键选择速度； 2、转速测量显示范围为0~9999转/秒。 3、检测并显示各档速度。 三．主要元器件 实验板（中号） 1个步进电机 1个 STC89C52 1个电容（30pF、10uF）各1个 数码管（共阳、四位一体）1个晶振（12MHz） 1个 小按键 4个 ULN2003 1个 电阻若干发光二极管 1个 三极管（NPN） 4个排阻 1个 四．原理阐述 4.1系统简述 按照题给要求，我们最终设计了如下的解决方案： 用户通过键盘键入控制指令（开关），微控制器在收到指令后改变输出的PWM 波，最终在ULN2003的驱动下电机转速发生改变。通过ST151传感器测量电机扇叶的旋转情况，将转速显示在数码管上。 在程序主循环中实现按键扫描与转速显示，将定时器0作为计数器，计数ST151产生的下降沿，可算出转速，并送至数码管显示。 设计思路： （1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一个圆盘，在圆盘上挖1小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接受开关，圆盘转动一圈即光电管导通1次，利用此信号做为脉冲计数所需。 （2）对光电开关信号整流放大。 （3）脉冲经过单片机内部的计数器和定时器进行计数和定时。 （4）显示电路采用单片机动态显示。

4.2转速测量原理 在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器产生的脉冲个数，从而算出实际转速。设固定的测量时间为Tc（min），计数器计取的脉冲个数m，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N （r/min），则f=pN/60Hz；另在测量时间Tc内，计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ，所以，当测得m值时，就可算出实际转速值[1]： N=60m/pTc (r/min) （1） 4.3转速测量系统组成框图 系统由信号预处理电路、单片机STC 89C51、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机匹配的TTL信号；通过对单片机的编程设置可使内部定时器T0对输入脉冲进行计数，这样就能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中转速显示部分采用价格低廉且使用方便的LED模块，通过相关计算方法计算得到的转速通过I2C总线放到E2PROM存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。系统的原理框图如图2.1所示。 图2.1 系统的原理框图 五．系统硬件电路的设计 系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。在硬件搭建前，先通过Proteus Pro 7.5进行硬件仿真实现。 5.1脉冲产生电路设计

光电测量系统设计

光电测量系统设计 ----基于干涉方法测量压电陶瓷微小伸长量 指导老师：朱海东樊敏 姓名：陈权 学号：2013031053 班级：电科132班 时间：2016年11月7 日

摘要 本次实验为光电测量系统设计，从而测量压电陶瓷由于加热而产生的微小形变量，故需要掌握干涉和衍射的基本原理和产生条件，结合相关仪器软件完成对光电探测器的设计。首先是对通过杨氏双缝干涉，夫琅禾费衍射，PSD微小位移测量实验对理论知识的补充和了解，并对测量系统的搭建有一个大概的构思。然后在机房通过仿真软件ZMAX完成扩束准直系统的设计，ZW CAD绘制出探测器的光学结构（探头主体、底座、支杆等）；最后，进行了光纤端面处理和光纤传感综合实验。 关键词：光电测量系统；干涉；衍射；探测器；光纤实验

目录 论文总页数：11页1. 简介 (1) 1.1.实验目的及内容 (1) 2. 干涉及衍射原理 (1) 2.1.干涉 (1) 2.1.1. 干涉原理 (1) 2.1.2. 干涉条件 (2) 2.1.3. 实现光束干涉的基本方法 (2) 2.2.衍射 (2) 2.2.1. 衍射原理 (2) 2.2.2. 衍射分类 (2) 3. 干涉仪 (3) 4. 整体结构 (4) 5. 上机 (5) 5.1.ZMAX仿真设计 (5) 5.1.1. 单透镜 (5) 5.1.2. 双透镜 (5) 5.1.3. 扩束准直系统 (6) 5.2.探测器设计 (7) 6. 总结 (10) 6.1.实验结果及分析 (10) 6.2.问题分析 (11) 6.3.实验改进 (11) 结语 (11) 参考文献 (11)

光电仪器课程设计

西安工业大学 课程设计论文 课题名称:__光电仪器课程设计____ 姓名: 学号: 专业: 学院: 指导老师： 时间：

目录 第一章引言------------------------------------------------------------------------------------------（1）1．1 国内外测径的主要方法-------------------------------------------------------------（1） 1.1.1 扫描阴影法--------------------------------------------------------------------------（1） 1.1.2 投影放大法--------------------------------------------------------------------------（2） 1.1.3 衍射法---------------------------------------------------------------------------------（3） 1.1.4 双光路成像法------------------------------------------------------------------------（4） 1.2 国内外光电测径系统的发展现状-------------------------------------------------（4）第二章细丝直径测量仪方案设计与系统分析--------------------------------------------（5）2．1 课题的方案设计-----------------------------------------------------------------------（5）2．2 细丝直径测量仪的工作原理--------------------------------------------------------（6）第三章光学系统系统设计------------------------------------------------------------------------（7）3．1照度匹配-----------------------------------------------------------------------------------（7）3．2照明方法-----------------------------------------------------------------------------------（8）3．3．照明系统的设计原则----------------------------------------------------------------（9）3．4 光源的选择及分析-------------------------------------------------------------------（11）3．5像系统分析-----------------------------------------------------------------------------（13）3．5．1成像物镜的设计--------------------------------------------------------------（13） 3．5．2 CCD镜头的选择-------------------------------------------------------------（14）第四章精度分析-----------------------------------------------------------------------------------（14）4．1系统误差分析----------------------------------------------------------------------------（14）4．1．1本系统中包含的误差-------------------------------------------------------（14） 4．1．2减小误差的措施--------------------------------------------------------------（16）第五章总结-------------------------------------------------------------------------------------------（17）5．1投影法测量系统的特点--------------------------------------------------------------（17）5．2结束语--------------------------------------------------------------------------------------（17）第六章致谢和参考文献------------------------------------------------------------------------（19）

光电系统设计实验报告

基于红外对管的光电开关的设计 专业班：电信 10102 设计者： 设计者： 指导老师：雷立云 时间： 2012/12/3----2012/12/13

一：设计目的：基于红外对管的光电开关设计 二：功能摘要 本设计利用555定时器构成多谐振荡器，从3脚输出38KHZ左右的方波信号，经Q1驱动红外发射管D1，当有障碍物靠近或挡住时，红外接收管不导通，三极管Q3截止，灯泡熄灭，当没有障碍物接近或挡住时，红外接收管接收红外光导通，三极管Q3驱动灯泡点亮。三：方案设计 系统框图

四：系统硬件设计 （1）555定时器引脚图 555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555. 555引脚图介绍如下 1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值） 7放电 8电源电压Vcc （2）红外对管 红外发射管是由红外发光二级管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN结，正向偏压向PN结注入电流激发红外光，其光谱功率分布为中心波长830～950nm。电流越大温度越高，温度越高电流越大，LED红外灯的功率和电流大小有关，但正向电流超过最大额定值时，红外灯发射功率反而下降。红外接收管它是一个具有光敏特征的PN结，属于光敏二极管，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，有很小的饱和反向漏电流（暗电流）。此时光敏管不导通。当光照时，饱和反向漏电流马上增加，形成光电流，在一定的范围内它随入射光强度的变化而增大

传感器课程设计基于光电传感器的脉搏信息检测系统设计

沈阳工程学院 课程设计 设计题目：基于光电传感器的脉搏信息检测系统设计 系别自动化学院班级 学生姓名学号 指导教师职称讲师

沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目：基于光电传感器的脉搏信息检测系统设计 系别自动化学院班级 学生姓名学号 指导教师职称讲师 课程设计进行地点： F430 任务下达时间： 起止日期：

教研室主任年月日批准 基于光电传感器的脉搏信息检测系统设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： （1）了解脉搏检测相关背景知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。 （2）初步掌握常用常用脉搏检测方法的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。 （3）通过学习，具体掌握所选择脉搏测量传感器的使用特点、测量电路和使用方法。 1.2 基本要求 （1）要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器、MCU和显示系统。 （2）设计恰当的测量电路，包括信号的放大、滤波及抗干扰设计等。 （3）设计异常心跳的报警电路。 1.3 发挥部分 自由发挥 2 设计过程及论文的基本要求： 2.1 设计过程的基本要求 （1）基本部分必须完成，发挥部分可任选； （2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份； （3）报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 （1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。 （2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。 3 时间进度安排 顺序阶段日期计划完成内容备注 1 2016.1.4 讲解主要设计内容，安排学生查阅资料打分 2 2016.1.5 检查任务框图的设计情况打分 3 2016.1.6 检查整个设计理论方面的准备情况打分 4 2016.1.7 指导学生进行传感器的选择打分 5 2016.1.8 进程传感器及测量电路的硬件电路设计打分 6 2016.1.11 讲解原理图的绘制要求打分 7 2016.1.12 检查原理图完成情况，讲解及纠正错误打分 8 2016.1.13 检查流程图的绘制及报告的书写要求打分 9 2016.1.14 布置答辩打分 10 2016.1.15 答辩、写报告打分 2016-1-4

医学仪器原理及设计试题库(2016)

一、简答题 第一章 1、简述医疗器械的定义。 指那些单独或组合应用于人体的仪器、设备、器具、材料或其它物品，包括所需要的软件； 2、简述生物医学信号的基本特征。 不稳定性非线性概率性 3、简述医疗仪器的特殊性。 噪声特性、个体差异与系统性、生理机能的自然性、接触界面的多样性 操作与安全性 4、画出医学电子仪器的结构框图，简述各组成部分的作用 （1）被测量（被测对象）：需要医学仪器测量的人体的物理量、化学量、特性和状态等。 （2）传感器：传感器是将一种能量转换成另一种能量的器件。 （3）生物信息的处理：为了从检测到的信号中获得更多的有用信息，同时使信息的特征更明确、更 准确、更直观 （4）生物信息的记录与显示系统：记录显示，供人可直接观察 5、简述医学仪器的主要技术指标。 准确度：衡量仪器测量系统误差的一个尺度 精密度：指仪器对测量结果区分程度的一种度量 输入阻抗：外加稳态作用力输入变量X1 （如电压、力、压强等）与相应稳态流速输入变量X2 （如电流、速度、流量等）之比为仪器的输入阻抗。 灵敏度：指输出变化量与引起它变化的输入变化量之比。 频率响应：仪器保持线性输出时，允许其输入频率变化的范围，它是衡量系统增益随频率变化的一个尺度 信噪比：定义为信号功率PS与噪声功率PN之比 零点漂移：仪器的输入量在恒定不变（或无输入信号）和恒定条件下，输出量偏离原来起始值而上、下漂动、缓慢变化的现象 共摸抑制比：放大差模信号和抑制共模信号的能力为共模抑制比 6、简述医学仪器的设计步骤。 （1）建立生理模型（2）系统设计（3）试验样机设计（4）动物实验研究 （5）临床试验（6）医疗仪器新产品的审批和注册

光电仪器设计技术基础教学大纲.doc

光电仪器设计技术基础 一、课程基本情况 号30130313开课单位精仪系课程w称 中文至称光电仪器设计技术基础 类文至称Design for Optical Instruments 牧学目的写 A 重点讲授光学界面、F-P扫描干涉仪、光在各项异性晶体中传播、电光-、声光、磁光效应及其应用、偏振控制、介质波导、波导色散、光纤模式等知识，着重基础，强调理论与实践相结合，介绍学科前沿知识。 贝贵人杨昌喜 口文化素质课□公共基础课□学科基础课 口专业基础i果/专业i果□其它 牧学方式/讲授为主□实验/实建为主□专题讨论为主 口案例数学为主□自学为主□其它 /中文□ 中文+英文（英文授课＞50%） □英文□其他夕卜语 学分学时 学分 3 总学时48 身械方式及成 定标冶考试 课堂提问讨论10%,作业10%,专题论文/调研报告10%,考试70%o 书 中丈外文 敬材《光电精密仪器设计》 Elements of Photonics 走妥书《精密仪器设计》《现代干涉测量技术》 Optical components systems and measurement techniques 先修妥送、 陕系及专业 无 二、课程内容简介（200 - 400字，双语教学课程须同时提供中英文内容简介） 讲授光在各项异性晶体中的传播，电光效应、声光效应、磁光效应及其应用，特别是讲述电光相位调制器、强度调种器、相位延返器、表面声光偏转器、磁光隔离器、偏振控制器等器件的原理及应用。讲述介质波导、波导色散、光纤模式等梃念。结合基础介绍学科前沿知识。 This course is basically comprised of two parts. Part I is devoted to the topics that apply to light propagation in free space and anisotropic media. Various external field effects, such as electrooptic effect, elastooptic effect, magnetooptic effect and photorefractive effect, will be discussed. We will explain how these effects are applied to such integrated optics devices as switches, modulators, deflectors, tunable filters,

基于光电传感器的转速测量系统设计_毕业设计

毕业设计 学生姓名Xxx学号170302041 院(系) 电子与电气工程 专业Xxx 题目基于光电传感器的转速测量系统设计指导教师 年月

摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。目前常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。在对各种测速方法进行分析后提出了基于光电传感器的转速测量系统。详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。该测速系统安装维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。 关键词：单片机，光电转速传感器，转速测量，数据处理

Abstract：The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. At present there are many methods for the tachometric survey measurement. After analyze various rotate speed measurement methods, the photoelectric sensor tachometric survey system is presented. The composition and the principle of the system are presented, and the design method of hardware and the software are also presented. The whole system has the bigger promotion application value. Key words：single-chip computer，photoelectric sensor，rotate speed measurement，data processing

光电系统课程设计报告

光电系统课程设计 设计题目：光电烟雾报警器系统设计指导老师：XXX 班级：XXX 设计者姓名：XXX 设计者学号：XXX 同组者姓名：XXX 设计者联系电话：XXX

目录 一、摘要 二、技术指标 三、基本原理 四、方案论证 五、硬件电路设计 六、软件设计（含程序流程图） 七、测试报告 八、结论 九、心得体会 十、参考文献 十一、附录

一、摘要 现代社会随着各种电器的普遍使用，加之天气趋暖，火灾时有发生。光电式烟雾火灾报警器也运用在越来越多的场合中，作为在校学生，我们设计了一款基于单片机控制、通信的烟雾报警系统，它能在一定模拟条件下进行烟雾报警并显示温度、日期。本论文主要介绍了此系统的组成部分及其功能，并回顾实验过程，总结经验收获。 二、技术指标 显示屏方面：在单片机程序运行时要求能实时显示环境温度及时间，而且能通过按键来调整时间； 温度传感器方面：在环境温度高于50摄氏度并且持续至少5秒时，蜂鸣器响起报警；可测温度为-50℃~150℃； 烟雾传感器方面：在烟雾浓度达到一定值使红外发射管、接收管两端电压达到500MV（通常环境下为200MV）时，蜂鸣器响起报警。 三、基本原理 在相对封闭黑暗的环境下，红外发射管和接收管在电路中维持一定的电压差，这是由它们的发射接收特性所决定的。当有烟雾进入并且达到一定浓度时，红外发射管发出的红外光发生散射进入红外接收管，这使得它们的电压差增大。通过程序根据实际条件设置一定阈值，当电压差高于这一阈值时，电路触发蜂鸣器响起报警。 LM35的输出电压与环境的摄氏温度成线性光系，当环境温度达到一定值时，它的输出电压对应达到一定值。利用单片机程序设置的阈值在环境温度达到一定值时，电路触发蜂鸣器响起报警。 四、方案论证 连接好线路实验中发现，烟雾报警器线路部分的光电发射管和接收管的电压差与它们的距离以及所呈的角度有关。在设置好一定距离和角度后，我们通过吸入一定烟吐出制造“烟雾”，实验中发现它们的最大压差相比于正常情况只增加了大约200~300毫伏。为了让烟雾进入后产生的实验现象明显，我们决定调整两管的距离和角度使它们的压差在初始情况下的值较小，大概为100毫伏左右，这样在“烟雾”进入后增长才比较明显。经过多次实验发现此方案可行，对设置阈值有一个很好的参考。 对温度传感器电路部分，我们做实验时为了使周围环境温度升高，我们准备了一杯热开水，通过示波器记录温度传感器在常温及环境温度升高后的输出电压。实验发现环境温度升高后输出电压增大了一倍达到900毫伏左右，由此可见此温度传感器的设计方案可行。下面附上一些实验时拍摄的照片：