光电检测技术与应用郭培源课后答案

1、举例说明你说知道的检测系统的工作原理。

(1)光电检测技术在工业生产领域中的应用:在线检测:零件尺寸、产品缺陷、装配定位…(2)光电检测技术在日常生活中的应用:家用电器——数码相机、数码摄像机:自动对焦

检测---光敏电阻空调、冰箱、电饭煲:温度检测---热敏电阻、热电偶遥控接收:红外检测---光敏二极

---红外测距传感器自动感应灯:亮度

红外传输数据:红外检测---光敏二极管、光敏三极管(3)光电检测技术在军事上的应用:夜视瞄准机系统:非冷却红外传感器技术激光测距仪:可精确的定位目标光电检测技术应用实例简介点钞机(1)激光检测—激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字,会使荧光字产生一定波长的激光,通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。由于仿制困难,故用于辨伪很准确。(2)红外穿透检测—红外信号的检测红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张比较坚固、密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高,因而对红外信号的吸收能力较强来辨别钞票的真假。人民币的纸质特征与假钞的纸质特征有一定的差异,用红外信号对钞票进行穿透检测时,它们对红外信号的吸收能力将会不同,利用这一原理,可以实现辨伪。

(3)荧光反应的检测—荧光信号的检测荧光检测的工作原理是针对人民币的纸质进行

检测。人民币采用专用纸张制造(含85%以上的优质棉花),假钞通常采用经漂白处

理后的普通纸进行制造,经漂白处理后的纸张在紫外线(波长为365nm的蓝光)的照射下会出现荧光反应(在紫外线的激发下衍射出波长为420-460nm的蓝光),人民

币则没有荧光反应。所以,用紫外光源对运动钞票进行照射并同时用硅光电池检测钞票的荧光反映,可判别钞票真假。

(5)喂钞台、接钞台传感器—红外对管的应用在点钞机的喂钞台和取钞台部分分别有一个作为有无钞票的发射接收红外对管,用来检测是否有钞票放入或取出。

2、如何实现非电量的测量?为实现非电量的电测量,首先要实现从非电量到电量的变换,这一变换是靠传感器来实现的。传感器接口电路是为了与传感器配合将传感器输出信号转换成低输出电阻的电压信号以方便后续电路的处理。一般说来,信号都需要进一步放大并滤除噪声。放大后的信号经模拟/数字变换后得到数字信号,以便于微处理器或微控制器。微处理器或微控制器是测控系统的核心,它主要有两个作用:一是对数字信号进行进一步处理并将信号输出显示、存储和控制。二是管理测控系统的各个部分以实现测控系统的智能化,即根据信号和测量条件的变化,自动地改变放大器的增益、滤波器的参数及其它的电路参数。在选用合适的传感器之后,就要设计传感器的接口电路。从电子学的角度来看,不同的传感器具有不同的电特性和需要不同的驱动信号(也有的传感器不需要驱动信号),为取得更高的精度和最佳的性能,需要设计传感器接口电路。

3、影响检测测量精度的主要因素有哪些,而其中哪几个因素有时最基本而且需要特别注意的?

测量器具本身存在的误差。环境因素,如气温,气压,干燥程度,震动,磁场等。人为因素,如视觉误差等等。还有使用测量器具时的方法不得当造成的误差。

4、什么是噪声和干扰?什么是有用信号?

5、如何判断干扰?如何避免干扰?

常见的信号的干扰有:(1)器件工作的噪声干扰,比如说数字电路正负逻辑的转换导致的电磁场干扰,电搜索压电流变化产生的电磁场干扰。(2)高频信号噪声干扰(串

扰和回损),因为高频电路能产生强电磁场,产生感应信号。(3)电源噪声干扰,现

在大部分电源系统采用的都是开关电源,开关电路的高频开关动作会导致严重的高频噪声。(4)地线噪声干扰,都知道只要是线就会存在电阻,当一条地线上挂有多个设备时,而且工作电流较大时,小电阻也会产生电位差,从而影响设备。总之干扰无处不在,在设计电路或画PCB时可以考虑从3点处理,即屏蔽干扰源、切断耦合通道、保护敏感对象。

6、电子计数器如何实现既能测量频率又能测量周期?为什么要通过测量周期的方法来测量低频信号的频率?

采用多周期同步测量技术,这种测量方法实际上是对信号周期进行测量,信号的频率是经过倒数运算求出来的。因而,从测频的角度,上述测量方法也称为倒数计数器法。

8、试叙述光电检测系统的组成及特点。

P6组成:

(1)光学变换

时域变换:调制振幅、频率、相位、脉宽

空域变换:光学扫描

光学参量调制:光强、波长、相位、偏振

形成能被光电探测器接收,便于后续电学处理的光学信息。

(2)光电变换光电/热电器件(传感器)、变换电路、前置放大

将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息(电信号的放大和处理)。

THE END
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