[信息與通信]8光電式傳感器(參考版)
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【正文】 力 D S 支點(diǎn) 光纖傳感器 2022/1/3 118 光纖傳感器實(shí)例 2022/1/3 119 光纖流量測量 光纖傳感器實(shí)例 2022/1/3 120 頻率調(diào)制 — 光學(xué)多普勒頻移原理 S P v Q觀測點(diǎn) 1?2?P與 S相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)， P點(diǎn)所觀測到的頻率 f1 ? ? ? ?12121 c os)/(1/)/(1 ????? cvcvff頻率為 f1的光通過 P散射， Q點(diǎn)觀測到的頻率為 f2 ? ? ? ?221212 c os)/(1/)/(1 ????? cvcvff? ?)c o s( c o s)/(1/ 212 ?? ???? cvff光源 頻率 f 運(yùn)動(dòng)物體 2022/1/3 121 光纖血流計(jì) 光纖傳感器實(shí)例 2022/1/3 122 ??c os2 nvf ??如果 λ =,φ =60176。 出射光纖 入射光纖 入射光纖 出射光纖 透射傳輸 反射傳輸 光纖傳感器 2022/1/3 116 入射光纖 出射光纖 遮光傳輸 入射光纖 出射光纖 旋轉(zhuǎn) 開關(guān)傳輸 當(dāng)光纖發(fā)生彎曲，使光的入射角小于臨界角，使一部分光進(jìn)入包層造成 傳輸損耗 ，引起輸出光通量發(fā)生變化，據(jù)此來測量 微壓或微位移 。 入射 光纖不動(dòng)（起傳輸作用），被測量 使出射光纖作橫向或縱向位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，出射光纖輸出的光強(qiáng)被位移所調(diào)制。 三、傳輸光的調(diào)制方式 對(duì)傳輸光的調(diào)制法：光通量、光相位、光頻率、光波長、光偏振調(diào)制等。 φ1) 入射到界面 ? ?0 0 1 1 1 1 1 1sin sin c o s 9 0 c o sn n n n? ? ? ?? ? ? ?若欲滿足全反射條件， 則有 121s in nn?? 即： 2121 1c o s ??????????nn?2φc θ1 φ1 φ0 φ’0 n0 n1 n2 包層 光纖傳感器 2022/1/3 111 能在光纖內(nèi)產(chǎn)生全反射的端面入射角 φ0的最大允許值，即光纖的數(shù)值孔徑 0222121201 1s i nnnnnnnnNA C????????????? ? 只有當(dāng)入射光處于 2φC夾角內(nèi)，進(jìn)入光纖后才能滿足全反射條件。 θ C θ C c” c’ a’ a c 介質(zhì) 2（ n2） 介質(zhì) 1（ n1） θ 2022/1/3 108 ③ 當(dāng) θ 1θ C時(shí)，光不再產(chǎn)生折射，稱為 全反射 )(a rc s i n 21121 nnnnC ??????????? ??即 光纖傳感器 θ’ 1 b’ b 介質(zhì) 2（ n2） 介質(zhì) 1（ n1） 2022/1/3 109 由于光纖的折射率（ n1） 大于 包層的折射率（ n2），只要滿足上述全反射的條件，光在光纖的傳播成“ Z” 字形向前傳播。 ，此時(shí)， n1sinθ 1＝ n2 sin90176。 光強(qiáng)度調(diào)制型或傳光型光纖傳感器多采用多模光纖。 2022/1/3 99 光纖傳感器 靈敏度高，電絕緣性能好，耐腐蝕，抗電磁干擾，耐高溫、體積小、重量輕 用途 優(yōu)點(diǎn) 測量位移、速度、加速度、壓力、溫度液壓、流量、水聲、電流、磁場、放射性射線等 2022/1/3 100 一、光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)和傳光原理 纖芯：光的傳輸通道，直徑 5μ m75μ m 包層：直徑 100μ m200μ m 外套：增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度，直徑 1mm 光纖傳感器 321nnn2022/1/3 101 1）按傳輸方式分： 玻璃和塑料 單模：纖芯直徑只有波長的 幾 倍 ，纖芯細(xì)，包 層厚，傳輸性能好，制造困難 光纖傳感器 單模光纖的纖芯直徑通常為 2~12 μ m, 很細(xì)的纖芯半徑接近于光源波長的長度 , 僅能維持一種模式傳播 , 一般相位調(diào)制型和偏振調(diào)制型的光纖傳感器采用單模光纖。 2022/1/3 92 2022/1/3 93 2022/1/3 94 2022/1/3 95 2022/1/3 96 2022/1/3 97 2022/1/3 98 電子快門 ? CCD攝像器件有附加電子快門的工作原理是將一場內(nèi)積累電荷包的時(shí)間分為兩段，前一段積累的電荷包用溢流溝道吸收后舍棄掉，后一段積累的電荷包正式用于讀出。 2022/1/3 87 2022/1/3 88 2022/1/3 89 2022/1/3 90 2022/1/3 91 行幀間轉(zhuǎn)移式（ FIT） ? IT式 CCD的一個(gè)缺點(diǎn)是高亮點(diǎn)景象會(huì)在重現(xiàn)圖象上出現(xiàn)垂直拖影， FT的缺點(diǎn)是需要在成像部分前加裝一個(gè)與場頻同步的旋轉(zhuǎn)遮光片式機(jī)械快門。 2022/1/3 82 2022/1/3 83 2022/1/3 84 2022/1/3 85 2022/1/3 86 幀間轉(zhuǎn)移式（ FT） ? FT式 CCD有一個(gè)成像部分和一個(gè)與之大小相同和單元數(shù)目相同的存儲(chǔ)部分，以及一個(gè)水平移位寄存存器。 2022/1/3 76 線型 CCD的主要用途 ? 測量 ? 掃描儀、傳真機(jī)、數(shù)字復(fù)印機(jī)等 舉例說明在測量上的應(yīng)用 2022/1/3 77 2022/1/3 78 2022/1/3 79
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