光電測量技術(shù)ppt課件(參考版)
2025-05-09 04:16本頁面
【正文】 角入射于玻璃板，此光束一部分發(fā)生反射，另一部分發(fā)生折射，若折射光束與反射光束成 90176。 第 11章 光電測量技術(shù) 作業(yè) 101 試述光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管和光電池的工作原理，如何正確選用這些器件？舉例說明。 第 11章 光電測量技術(shù) 作業(yè) ? 什么是光電效應(yīng)，它有哪兩類。液面的控制精度可達(dá) 177。而無液體時，投光光纖發(fā)出的光線，則不被光纖傳感器接收。 第 11章 光電測量技術(shù) 3 采用光纖式光電傳感器檢測液位 第 11章 光電測量技術(shù) 采用兩組光纖式光電傳感器，一組用來設(shè)定在液面上限控制部位，另一組用來設(shè)定液面下限控制部位，將它們按某一角度裝在玻璃罐的兩側(cè)。 另外，由光敏電阻與電阻組成的電橋?qū)h(huán)境光照的變化轉(zhuǎn)換成直流電壓的變化，該電壓經(jīng)放大并由積分電路積分后加到比較器的反相輸入端，其數(shù)值隨環(huán)境光照的變化而緩慢地成正比例變化。 控制器主要由環(huán)境光照檢測電橋、放大器、積分器、比較器、過零檢測器、鋸齒波形成電路、雙向晶閘管等組成。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒吸收和折射增加，到達(dá)光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強(qiáng)弱便可反映煙道濁度的變化。當(dāng)探測臂受到被測溫度變化時，就會引起兩束光的相位差之變化，因此光的干涉條紋就會產(chǎn)生移動，根據(jù)移動的干涉條紋數(shù)就可以確定被測溫度之大小。 根據(jù)工作原理可分為相位調(diào)制型、光強(qiáng)調(diào)制型和偏振光型等。 而在所謂的光峰區(qū)，輸出信號對于光強(qiáng)度變化的靈敏度要比對于位移變化的靈敏度大得多，所以這個區(qū)域可用于對表面狀態(tài)進(jìn)行光學(xué)測量。 在位移 輸出曲線的“前坡”區(qū)中，輸出信號的強(qiáng)度增加得非?？?，所以這一區(qū)域可以用來進(jìn)行微米級的位移測量。 第 11章 光電測量技術(shù) 工作原理是： 當(dāng)光纖探頭端部緊貼被測部件時，發(fā)射光纖中的光不能反射到接收光纖中去，因而就不能產(chǎn)生光電流信號；當(dāng)被測表面逐漸遠(yuǎn)離光纖探頭時，發(fā)射光纖照亮被測表面的面積 A越來越大，因而相應(yīng)的發(fā)射光錐和接收光錐重合面積 B1越來越大，因而接收光纖端面上被照亮的區(qū) B2也越來越大，有一個線性增長的輸出信號； 當(dāng)整個接收光纖的端面被全部照亮?xí)r，輸出信號就達(dá)到了位移 輸出信號曲線上的“光峰點”，光峰點以前的這段曲線叫前坡區(qū)； 第 11章 光電測量技術(shù) 當(dāng)被測表面繼續(xù)遠(yuǎn)離時，由于被反射光照亮的面積 B2大于 C，即有部分反射光沒有反射進(jìn)接收光纖，但由于接收光纖更加遠(yuǎn)離被測表面，接收到的光強(qiáng)逐漸減小，光敏檢測器的輸出信號逐漸減弱，便進(jìn)入曲線的后坡區(qū)。一般希望有大的數(shù)值孔徑，這有利于耦合效率的提高，但數(shù)值孔徑過大，會造成光信號畸變，所以要適當(dāng)選擇數(shù)值孔徑的數(shù)值。如入射角過大，如圖 1029中角 θr，經(jīng)折射后不能滿足式 (103)的要求，光線便從包層逸出而產(chǎn)生漏光。這樣在界面上產(chǎn)生全反射，在光纖端面上的光線入射角為 ? ? 2122210 s in nnn c ???? ? 212221a rc s i n nnc ??? ??第 11章 光電測量技術(shù) 描述光線集光本領(lǐng)的術(shù)語叫數(shù)值孔徑 NA，即 ? ? 212221s i nNA nnc ??? ? 數(shù)值孔徑反映纖芯接受光量的多少?？梢娺@里的光線“轉(zhuǎn)彎”實際上是光的全反射形成的。 第 11章 光電測量技術(shù) 若要在界面上發(fā)生全反射，則纖芯與界面的光線入射角 φ應(yīng)大于臨界角 φc，即 12a rc s innnc ?? ??(103) 第 11章 光電測量技術(shù) 并在光線內(nèi)部以同樣的角度反復(fù)逐次反射，直至傳播到另一 端面。 設(shè)有一段圓柱形光纖，它的兩個端面均為光滑的平面。 光纖的傳輸是基于光的全內(nèi)反射 。 中心的圓柱體叫纖芯，圍繞著纖芯的圓形外層叫做包層，纖芯和包層主要由不同摻雜的石英玻璃制成，纖芯的折射率 n1略大于包層的折射率 n2，在包層外面有一層保護(hù)套，多為尼龍材料。 單模光纖的纖芯直徑通常為 2~12μm，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； 光強(qiáng)調(diào)制型或傳光型光纖傳感器多采用多模光纖。 目前研制的光纖傳感器有溫度、壓力、磁、電、聲、應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度、加速度、陀螺、電流、 PH值等類型。 第 11章 光電測量技術(shù) 光纖傳感器 光纖傳感器是 20世紀(jì) 70年代中期發(fā)展起來的一門新技術(shù)，它是伴隨著光纖及光通信技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的，這一新技術(shù)的影響目前已十分明顯。 第 11章 光電測量技術(shù) ⑤ 光敏三極管的頻率特性 光敏三極管的頻率特性受負(fù)載電阻的影響，減小負(fù)載電阻可以提高頻率響應(yīng)。 它們之間呈近似線性關(guān)系。 可見，溫度變化對光電流的影響很小，而對暗電流的影響很大，所以電子線路中應(yīng)該對暗電流進(jìn)行溫度補(bǔ)償，否則將會導(dǎo)
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