光电检测技术的论文
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篇1：光电检测技术的论文
摘要：我国经济的飞速发展,增加了国家与企业对基础设施的投资,机械制造业也迎来来中国做好的发展阶段。机械制造业的基础设施,它的好坏、运行速度决定它的发展方向。机械制造业的飞速发展,推动制造业的飞速发展,目前我国已经成为全球第一大机械制造业大国,相比于西方发达国家,我国的机械技术还是存在一定的差距。尤其随着21世纪信息技术的飞速发展与深入各行各业中,让光电检测技术在机械设计中应用更加广泛,由于光电检测技术在一般的机械设计中能够极大地简便员工的操作量,方便操作员观测机械设计的环境条件,并且这一系统完全是在计算机的操作下完成的,高效、安全,并一直受到制造企业的青睐。
1.前言
随着我国科学技术和经济的发展，光电检测技术被广泛应用到机械设计制造中。主要是因为其特点是可以实现无接触检测，因而可以将机械动态检测变成光电静态检测，从而可显著简化机械结构。除此之外在很多场合还可省去调整操作，本文首先对阐述光电检测的基本原理;然后对光电检测在机械设计制造中的应用进行了分析和探究。
2.光电检测的基本原理
电管的基本结构简图如图1所示，具体选择哪一种结构的光电管与设备具体结构和使用要求有关。透射式光电管的工作原理是发光二级管发出的光信号直接照射到接收三级管的基极，三极管基级接收到光信号后在发射极或集电极上产生一个输出信号，然后后续电路再对所接收到的信号进行处理去控制相应部件.显然光电流的强弱直接影响到输出信号的强弱，当发光管和接收管之间没有任何物体时，输出信号最强;反之当有物体夹在中间时，输出信号就开始减弱，中间物体的厚度越厚，透明度越差，则输出信号就越弱，因此用这种光电管即可进行物体位置检测，也可进行物体厚度检测。
透射式光电管在印刷机上主要用于位置检测和双.张检测，其位置检测实际结构示意图如图2(A)所示.图中光电管1是通用的槽形光祸，控制圆盘2用来控制光电管1发光管和接收管之间的通与断，控制圆盘2固定在回转轴3上，因而可以用来检测回转轴3的相对位置，从而根据工艺要求发出相应的控制信号，厚度检测如图2(B)所示，由发光管1发出的信号经过纸张2到达接收管3，纸张厚度或透明度发生变化后，接收管3输出的信号强度也随之变化，因而在用一张纸调试好后当有两张纸或多张纸通过发光管和接收管之间时，接收管的输出信号强度减弱，从而发出双张或多张控制信号。
3.光电检测在机械设计制造中的应用
在实际应用过程中，光电检测这一种技术能够在机械设计中所应用的位置比较多，它所具有的特点就是可以实施没有接触性、不触摸式的检测，并且能够在动态环境下实施检测，还能够取得比较好的效果，这样就能够表现机械结构比较简单，同时在检测过程中，还能够将这些不必要的场合省略。由于印刷机的纸张一旦检测中，采取先进的光电检测技术以后，其纸张厚度就有着非常大的变化，这样就不用去调整所检测的零部件。如果单单的应用机械检测，所检测的纸张一旦出现变化，就会出现机械检测工作不正常。
3.1印刷机上的应用
光电检测技术在的印刷机上应用是现今发展的必然趋势，在技术上只有紧密的与计算机信息技术联系在一起，才能够提高印刷机的操作效率。从现在设计与实践中分析，在一些小型的印刷机中应用光电检测技术系统是比较难的，其价格昂贵，一般是这些业主难以承担。目前，国内的一些印刷机的企业自行研发了一些专业性的控制装置，虽然价格低廉，但是可操作性差，具有不稳定性，安全性能值得考虑。透射式光电管在印刷机上主要用于位置检测和双.张检测，由于发光管1在发出需要的信号后，在历经这些纸张2后，就可以直到接收管3了，同时纸张的透明度与厚度，都会因此产生变化，这样接收管3所输出的必要信号，在此基础上，其强度也会发生变化，对此，在调试纸张后，注意纸张的厚度与接收管的距离，时刻关注接收管的接受信号的强度。而对于射式光电管而言，它主要是进行位置上的检测。在光电管1的上面，妥善的装好一个接收管，一个发光管，一旦发现纸张在达到光电管的下面时，这些纸张所反应的信号，就会直接的传导光电管1中，这样就能够在接收管的外围，形成了一个信号。
3.2在包装机械制造中的应用
光电检测的技术在包装机械制造中的应用是必然发展的'趋势，在技术上只有紧密的与计算机信息技术联系在一起，才能够提高包装机械的操作效率。从现在设计与实践中分析，在一些小型的包装机械中应用光电检测技术系统是比较难的其价格昂贵，一般是这些业主难以承担。光电检测技术应用的范围比较广泛，在包装机械中的应用也是如此，例如料面控制就是其成功之处，它的优点就是能完成没有触摸式的检测，还能够就动态性的检测，直接转变成一个静态式的检测，这样就极大地简化了机械的操作结构，应用经典的例子就是牙膏灌装机，由于牙膏管尾的端是夹扁的，就应当与这些的商标图案，时刻处在一个平面上，此时就应当采取反射型的光电性的控制装置。一旦发现牙膏已经灌装好，就直接的传送到该工位，这样凸轮就能够透过杠杆将这些牙膏的带底座直接的从需要的位置中直接的托起，由此能够起到步进电动机的带动其慢速中的旋转。在具体应用中一般包含两大方面：一是整合了工程企业信息资源，提高了它的利用效率。通过计算机的应用到工程企业实务中，减少了工程企业人员的工作时间，又提高了工程企业核算的精确度和监管力度，这些变化也促使我国工程企业组织结构的变化，工作部门和人员工作的重新分工，大幅度的提高了我国的工程企业信息资源利用效率、精确度。
4.结束语
综上所述，从光电检测技术的工作过程看，这实际上是一个机电一体化的典型范例.也就是说，对设计人员来说既要掌握机械结构的基本知识，又要对光电器件的工作原理有所了解这样才能充分发挥光电技术的作用。同时从实际生产中可看出，只要所设计电路本身具有良好的抗干扰能力，在工作中就不会有问题。本文主要对光电检测的基本原理和光电检测在机械设计制造中的应用进行了探究，从而知道在制造的过程中应该注意的问题和要求。
篇2：光电显示技术论文
光电显示技术发展研究
摘要：光电显示技术作为光电技术的重要组成部分,近年来发展迅速,应用广泛.研究了CRT器件技术的发展特征,综合分析了平板显示技术的研究进展,着重介绍了液晶显示(LCD),等离子显示(PDP)、场致发射显示(FED)、有机电致发光显示(OLED)及数字光处理投影技术的发展现状和趋势,对新型微显技术―――液晶硅显示和环保型电子纸技术的未来应用进行了探讨和说明.
技术趋势一：更精细的面板制造工艺
很多品牌的移动设备都将液晶显示屏幕的高分辨率作为卖点，并且从市场的反映来看，消费者确实能够察觉到分辨率提升所带来更好的效果，并且也愿意为其买单，因此尝到甜头的厂商自然依旧会在这个方面继续下功夫。而对于液晶面板厂商而言有多种办法与手段配合来达到这个目的，进一步提升制造面板工艺就是其中之一，液晶面板的制造工艺会越来越精细。
技术趋势二：超低功耗驱动技术
降低功耗始终是各个厂商需要面对的问题，尤其是针对移动设备而言，在电池技术发展缓慢的情况下，作为耗电量最高的部件，液晶屏幕的功耗在很大程度上决定了移动设备的待机时间。除了从液晶面板开口率、TFT材质等方面之外，液晶面板厂也将会从驱动电路方面入手来进一步降低液晶屏幕的.耗电量。
技术趋势三：LTPS低温多晶硅技术
LTPS低温多晶硅技术虽然只是在今年我们才经常听到这个名词，但实际上很早液晶面板厂商就有研究。从开始到现在，液晶面板厂一直在改善其分子的弹性稳定性(ELA stability)，而从20开始，LTPS低温多晶硅技术也会有一定的改善，其采用了选择性结晶分子，其目的是提高像素开口率，增加传输速度和亮度，同时或可以通过减少背光照明达到降低能量消耗的目的。
技术趋势四：超窄边框技术
近几年不论是平板电视还是液晶显示器，很多厂商都在推广一种叫做“无边框”的理念，当然其并不是让显示设备真的没有边框，而是在它们不工作时让屏幕表面与边框融合在一起，造成一种没有边框的错觉。尽管其还是有边框的存在，但相对于传统产品其边框厚度已经有了大幅度的缩减，而在年，进一步缩小边框也是他们研究的任务之一。
技术趋势五：更高的刷新率(液晶面板驱动电路的更新)
由液晶显示技术天生的“顽疾”，液晶分子在发生偏转时需要一定的时间，我们将这段时间称为“响应时间”，因此在表现动态画面时都会出现模糊、不清晰的情况。尤其是在平板电视领域，消费者关注的就是动态画面的清晰度，因此在液晶分子响应速度无法继续提升的情况下，各大厂商就只能通过刷新率来入手，而通过对液晶面板驱动电路部分的更新则是最为有效的。
技术趋势六：光学触摸校准方式
苹果iPhone的出现让大家开始习惯用触摸的方式来操作手机，下一代iPhone可能会采用更先进的触控液晶面板。上游厂商从来没有放弃对触摸相关技术、硬件的改善，如LG Display在近年推出的 in cell触控一体式的液晶面板等。而据液晶面板厂商透露，明年下一代苹果iPhone手机将采用新的光线触摸校准方式，其将进一步提升触摸的精准性和流畅性，在增加触摸信号传输速率的同时还可以增强屏幕的性能。当然即使iPhone下一代产品没有采用这项技术，相信它的竞争对手们也不会错过。
技术趋势七：Oxide TFT金属氧化物薄膜晶体管
Oxide TFT金属氧化物薄膜晶体管在发布上市，如夏普的IGZO液晶面板以及LG Display推出的AMOLED都采用了这项技术，不过受限于产能和技术的成熟程度，它并没有大规模的量产，而从明年开始除了LG Display和夏普之外，其他液晶面板厂商也将会加入到这个战局中，有助于降低其成本并大规模生产。Oxide TFT同样可以帮助减少边框宽度，它们的高电子迁移率可以减少GOA(栅阵列)的电路尺寸，同时也可以降低液晶面板的功耗，并有助于制造高分辨率的产品。
技术趋势八：Quantum Dot BLU量子点技术
对于一块显示屏幕，除了能够通过提升其分辨率增加细腻度来获得更好的体验之外，提升屏幕的色彩饱和度也可以更讨好人们的眼球。基于Quantum Dot BLU量子点技术为的背光源可以同时提高发光效率和色彩饱和度。相较于传统的提高色彩饱和度的方式，如使用会影响传输速度的色彩抗蚀剂，这种方式更为先进，可以使用较小成本就能让小尺寸屏幕的NTSC色域值达到100%以上(通常为72%左右甚至更低)。
技术趋势九：染料型彩膜(dye type CF)技术
与低温多晶硅技术(LTPS)、金属氧化物薄膜晶体管(oxide TFT)相同的是，染料型彩膜可以提高像素开口率，增加传输速度和亮度，只是其是将目前现有的透光膜进行改良，实现更好的透光率，减少光线在透光膜中能量的损失。目前三星Display和友达光电采用的是混合染料型彩膜技术，而未来液晶面板厂则可能会引入pure dye RGB技术，让其性能进一步提升，并且增加红、绿、蓝三原色的纯度。
技术趋势十：RGBW或RGBY四色技术
夏普、LG Display与Japan Display(JDI)先后在今年内都推出了四色技术，它们的原理非常接近：之前人们用红、绿、蓝三个像素点来显示一个像素，而如今则在三原色中加入另外一个像素，即使用四个子像素来显示一个像素，其中夏普加入的是黄色(Y)，目的是增加液晶面板的色彩饱和度和色彩数量，而LG Display则是加入了白色(W)，其可以在不消耗更多电量的情况下增加屏幕的亮度，四色技术让液晶面板能够显示更多的色彩数量。
未来平板电视和智能手机将会率先采用更新的显示技术，我们可以看到虽然2014年液晶面板厂希望引入的显示相关技术种类非常多，但是目的却非常明确：用成本更低、更成熟的方法来提高液晶面板的分辨率、色彩效果，并减小它的体积和功耗，而这些技术分别从驱动IC电路、液晶面板本身、背光模组、透光膜等部件着手进行改善和优化。尽管“高性能”与“低成本”是鱼和熊掌不可兼得的事情，但是液晶面板厂商则希望尽可能同时做到这两点，因此才开发了一系列的新技术。相对而言这些上游的显示技术显得比较“低调”，也许在不经意之间，在明年的一些热卖产品中就有它们的身影。
篇3：光电技术应用论文
摘 要：简要介绍了在日本考察访问期间了解到的日本光伏发电技术及其他新能源发电技术的实用化试验研究工作，以及日本有关机构和企业在光电技术应用方面的实证研究活动及发展趋势。光电技术是21世纪的朝阳产业，也是新兴产业。光电技术的发展，不仅在多个学科发展领域广泛应用，还推动了经济的发展。光电技术的大量发展必将推动世界经济快速发展。光电技术的快速发展引起了多个国家的注意。其中美国、日本、英国、德国等发达的资本主义国家首先把目光盯向了光电信息技术产业，不小的新兴的发展中国家，也向电子技术产业投入大量的资本。我国的光电信息技术产业要想在世界占有一席之地，争取新的经济增长中站稳脚跟，还有一段比较长的路要走。
篇4：光电技术应用论文
1 光电技术产业的发展现状及应用
1.1 光电技术是一门综合性的学科
光电技术采集了光学技术、机械技术、电子技术、信息技术等多种学科优势为一体的综合技术门类。在我国的光电技术大多应用于国防科技、武器制造、应用医学、航天技术等领域。
1.2 医学领域的应用
我国的光电技术发展门槛较高，很少进行光电技术推广，普通民众对光电技术的认知度不高，光电技术的发展也难以让社会大众熟悉。光子技术在生物与医学中的应用即定义为生物医学光子学，其相应产业涉及人类疾病的诊断、预防、监护、治疗以及保健、康复等。
1.3 武器领域的应用
近几年，随着发达国家对光电技术的挖掘不断深入，光电市场迎来了前所未有的空前盛况，光电技术的发展极其迅猛。我国奋起直追，目前光电技术已经扩展到了通讯技术、信息、医疗、军事、生物工程等多个新兴科技领域，光电技术的应用得到了极其广泛的传播和发展。光电技术是信息技术，它促进了轻武器领域的发展。传统轻武器通过配备光学和光电瞄准具等来提高射击精度及杀伤能力。
1.4 经济领域的成效
近几年来，我国的光电技术也得到了突飞猛进的发展，取得了良好的经济效应和社会效应，近三年来我国的光电技术给经济带来的增长在20%以上，光电技术的产值达到了1000亿人民币。
1.5 光伏产业的发展
在光电技术中应用最为广泛、且被社会大众所熟知的是太阳能光伏产业，“光明工程”就是在光伏产业中发展起来的，目前光明工程的制造能力得到了迅猛的提升，无论是电池生产还是制造方面都取得了可观的经济效应，实现了100%的利润增长率。“太阳能光电建筑应用示范项目”和“金太阳示范工程”再次推动了太阳能光伏产业的发展。我国目前的光伏发电机装机量已经达到了4318万千瓦，成为了世界上光伏发电机容量最大的国家。
2 光电技术的发展
2.1 要重视人才的培养
企业之间的竞争，是人才的竞争;国家之间的竞争，也是人才的竞争;光电技术产业的竞争也是人才的竞争。目前，我国的光电技术发展迅猛，但是由于我国光电技术的起步较晚，产业人才不足，必须要尽快发展大量的光电技术人才，适应光电技术的快速发展。
2.1.1 高校人才分析
目前，我国的光电技术的人才，主要来源于高校大学毕业生，但高校毕业生的素质较高，动手能力较差，理论基础知识不深厚，对所学的光电技术知识不能广泛的进行应用。
2.1.2 普通技校人才分析
光电技术的发展需要大量的人才，在人才的招聘中，也会选择普通的`技术学校学生，这些学生的动手能力较强，但是理论知识不足，理论素养的缺失严重妨碍了人才的快速成长;如何发展创新，如何进行技术研发，如何在短期内快速发展光电技术人才是目前光电技术发展的首要任务。
2.1.3 人才发展培养方向
要大力发展光电技术产业，就要保障光电技术产业的可持续发展，就需要培育大量人才，因此，你须建立一套更为专业的人才培养体系，在全国范围内建立更具有稳定性的人才培养基地。要提高光电技术产业工人的薪资待遇，保障职工的福利水平，吸引大量的人才加入光电技术产业。
2.2 要高瞻远瞩，把握好光电技术产业的方向
光电技术产业的发展，促进了各个科技行业的发展，在不同的技术领域光电技术应用的范围不同，光电技术既可运用于航天科技事业，也可运用于民间照明用品，电子产品。光电技术产业是一个庞大的产业体系，包含的产业类型也是极其复杂。在光电技术的发展过程中要立足于企业的发展状况，选择正确的发展方向，制定好合适的发展战略，充分考虑考各方面的问题。其中对于资金、科技实力、人才利用率及政府决策对光电技术产业的发展最为重要，要仔细思考。
在企业向光电技术发展的过程中，要高瞻远瞩，立足高远，站在世界的眼光来看待光电技术产业的发展。我国的光电技术发展起步较晚，还没有成型的理论指导，在发展的路上还有很长一段路要走。我国企业在光电技术的发展过程中，要吸取经验教训，“洋为中用”，“古为今用”不断借鉴国外发展的先进经验，尽量少走些弯路。同时要加强自身创新能力和创新意识的培养，不拘泥于一格，大胆启用有能力的人进行企业管理，不断引进国外先进的技术。
除了企业的自身发展之外，要想使我国的光电技术产业快速发展，政府还必须根据地域特色，加强产业扶持力度，适当加大政府专项资金投入力度，减少企业的负担，实行减税政策，减少企业的本地发展压力。
2.3 要规范企业发展，不断完善产业规范体系
俗话说“无规矩不成方圆”，我国的光电技术产业发展起步较晚，发展中还存在很多的问题和不足，在重视光电企业发展的同时，也要注意尽快建立一套完善的体系规范，减少企业在发展过程中的遇到的障碍，要加快建立光电产品的质量监管体系和质量保证体系，要形成一套从产品原材料到成品成熟的监管体系，并且完善相关的法律体系，保证消费者的合法权益。努力发展我国的光电技术产业，为我国企业与世界先进水平接轨奠定基础。
3 结束语
虽然光电技术产业的发展前景很好，但是也要预防企业在发展过程中遇到的风险和障碍，要进行合理规避，光电技术是我国的一个新兴技术产业，具有巨大的发展潜力，在短短几十年的时间里就创造了巨大的经济财富。光电技术的发展，具有能耗低、效益高的优点。我国的光电技术迅猛发展。
参考文献
[1]骆清铭.光电技术在生物医学中的应用DD现状与发展[J].光学与光电技术，(01)：7-14.
[2]刘宇.光电技术在轻武器中的新应用[J].应用光学，(04)：289-292.
篇5：电子检测技术及其发展论文
电子检测技术及其发展论文
摘要：随着电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展，对电子检测仪器在速度上、精度上、功能上提出了更高要求。本文介绍了现代电子检测仪器的发展及其主要技术。
论文关键词：检测仪器,智能,模块,网络
一、前言
近年来，电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展，对检测仪器检测速度、准确度以及检测功能等整个性能方面提出了更高要求。而这些技术的发展也推动了电子测量技术的快速发展。同时也给测量仪器提供了巨大的市场，大量的新型产品都需要通过仪器的测量才能投放市场，所以这就对仪器的功能及测量能力有一个新的要求，以帮助工程技术人员在生产中适应众多的工业标准和有效的处理各种问题。除以上技术外，现代监测和传感技术，显示技术、数字信号处理技术和系统理论研究，也为检测过程的数字化、智能化创造了条件。总体来看，检测仪器的发展到目前已经经历了三个阶段：第一代是模拟仪器；第二代是数字式仪器，它是以数字电路进行信息的数字化处理，然后数字显示，这种仪器比模拟仪器的测量精度要高，响应速度快；第三代仪器是智能化仪器，它内部含有单片机，无论数字采集和处理都是由单片机控制。
二、智能仪器
在智能仪器中，它们结构与计算所相同而能完成仪器的有关功能，是因为智能仪器中利用单片机的算术逻辑处理能力和以软件取代过去的电子线路和硬件功能，软件的灵活性使得智能仪器可以用各种软件和处理方法进行信息的采集、处理和存储，而无需专用的电子线路，从而大大简化了智能仪器的控制结构。对于智能仪器而言，其硬件是数据采集技术及输入输出技术，包括单片机、接口和输入输出设备；而软件实现数据处理包括采样、滤波、处理，把输入信息进行加工后产生所需的输出信号送到输出电路去显示或传送。
为了提高仪器的精确度，在智能仪器中有的还设置了自动校正、自选量程等功能。例如青岛艾诺智能仪器有限公司生产的9601型耐电压测试仪的输出电压，就采用分段软件补偿，消除变压器、电感等器件的不一致性带来的细小偏差，使0~5KV全量程电压相对误差精度保持在3%以内。部分仪器为了扩展自身功能，在智能仪器中设置了多种物理测量功能，如：量制变换功能、间接结果计算功能、自动控制功能、打印功能、停电保存功能、自诊断和自测试等一些传统仪器无法实现的功能，所以智能仪器不再是一种功能单一的仪器，而是一台多功能仪器。
智能仪器和传统仪器无论在结构上或技术上都有很大区别，现代化的绝大多数测量仪器都基于微处理器化的智能式设计原理，所以智能仪器具有以下特点：
1、检测与操作的自动化
2、信息传输与交换
3、小型化和多功能化
4、提高了检测结果的可靠性
5、缩短了仪器的设计和研制周期
三、检测仪器的模块化
在测试系统中除了至今仍广泛采用GPIB系统外，近年来出现VXI总线及检测系统，它是以计算机为中心，配接一些功能模块而构成的模块化测试系统。VXI系统具有使用灵敏方便、开放性强、标准化程度高、扩展性好、数据传输速度快、体积小、模块重复使用等优点，便于充分发挥计算机能力。同时VXI总线系统结构还允许不同厂家生产的各种仪器、接口插板或计算所以模块共存于同一VXI总线主机箱中，所以VXI总线系统具有非常好的开放性和灵活性。
另外，还由于模块化测试系统具有通用的硬件平台，如果配以不同的测试模块，就可以将不同的测试功能有效地组合在一起，缩短了系统的组建时间。模块化测试系统还有利于测试系统本身的扩展，如果需要，就可以方便地加入一个测试模块或更换一个测试模块，而不用重新购买一个完全新的系统，具有极强的`灵活性。
四、检测仪器的网络化
现代的信息工业是以测量为主的信息采集，以通信为主的信息传输和以计算机技术为主的信息分析处理为其主要的基本环节。测量与通信及计算机技术的结合，形成了相互配合，共同提高的态势。就测量和仪器而言，虽然微处理器的应用已改变了它们的面貌，但传统测量至今大多仍使用孤立或局部控制的仪器或测试系统，来取得单一的测试数据。面三种技术的结合，能使测量成为信息采集、传输和处理闭合环路中不可分割的组成部分。随着计算机网络技术、现代通信技术、数据库技术的高速发展，测试系统与计算机网和通信网的结合正在为一种趋势。
另外，在现代化工业生产中为了保证产品的100%合格率，就必须在整个生产过程中实时跟踪每一个环节，并及时反馈测试信息，岗位操作人员根据所获得的信息资料随时进行处理，可以说由单件仪器向网络测试系统的转变是一种必然的发展趋势。
五、虚拟仪器
随着现代计算机技术的高速发展，计算机硬件价格的不断下降，通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为一种新的趋势，通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件，例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等，有了这些通用硬件平台，根据不同仪器的具体技术要求，开发出相应的软件，就可以产生不同的测试功能的输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术，可以设计出风格不同的人机操作界面，并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器，充分发挥计算机或数字信号处理器的作用，对仪器功能进行变换组合，因而比实物仪器更具有灵活性。
在当今科技的高速发展中，测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展，检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。
篇6：光学前沿-全国光电技术系统与检测学术会议
光学前沿-全国光电技术系统与检测学术会议
光学前沿--2009全国光电技术系统与捡测学术会议(COST2009)由中国科学院上海光学精密机械研究所主办,是展示我国光电材料、光电器件、光电技术系统集成与应用、光电检测研究和应用成果的平台.会议旨在推动我国光电技术系统与光电检测技术的发展.本届会议由重庆师范大学和中国激光杂志社联合承办,将于5月18～21日在重庆师范大学举行.
作 者： 作者单位： 刊 名：光机电信息 英文刊名：OME INFORMATION 年，卷(期)：2009 26(4) 分类号： 关键词：篇7：光电检测技术与应用-郭培源-课后答案
第1章
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---红外测距传感器自动感应灯：亮度检测---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---光敏二极管、光敏三极管可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD
医疗卫生――数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器办公商务――扫描仪：文档扫描---线阵CCD
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。
（4）纸宽的检测―红外发光二极管及接收二极管的应用主要是用于根据钞票经过此红外发光及接收二极管所用的时间及电机的转速来间接的计算出钞票的宽度，并对机器的运行状态进行判断，比如有无卡纸等；同时也能根据钞票的宽度判断出其面值。
（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？
噪声是来自元器件内部粒子；而干扰是指其他的有害信号，有系统外部的，也可以有内部的。有用信号指传递用户所需信息的信号，或是用来让接收设备收到信号后产生一个预先设定的动作的信号。从物理角度看，噪声是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音。噪声为电子系统中任何不需要的信号。噪声会导致信号质量下降以及精确测量方面的错误。噪声包括固有噪声及外部噪声，这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的性能。外部噪声来自外部噪声源，固有噪声由电路元件本身生成，最常见的例子包括宽带噪声、热噪声以及闪烁噪声等。干扰分3部分，干扰源、耦合通道和敏感对象。在不同空间和时间尺度上偶然发生，不可预知。
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。 数字频率计测量频率的原理：石英振荡器1MHz标准脉冲信号，经过分频器分频为1Hz周期1s的尖波信号接到控制门的控制端，被测信号通过放大整形变为正半波尖脉冲信号，接到控制器的信号端；第一个秒信号触发控制门打开，尖脉冲通过控制门，第二个秒信号到来后控制门关闭，脉冲计数器记录两个秒信号间隔时间内通过控制门的尖脉冲个数就等于被测信号的频率值。数字频率计测量周期的原理：采用上述方法测量低频信号时可能产生较大的误差，因为第一个秒信号到来的时间是随机的，计数器从开启到关闭可能多记一个或少记一个数；因此，为了保证低频信号测量的精度，可以用周期测量法：即用被测信号脉冲去控制门电路的开启，让标准时间通过控制门，进入计数器进行计数，这样计数器的值就等于一个被测电压的周期内有几个标准时间脉冲通过，相当于一个周期等于几个时间单位。这就是为什么要通过测量周期来测定低频型号的频率搜索的原因。
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）。
（3）电路处理
放大、滤波、调制、解调、A/D、D/A、微机与接口、控制。
第2章
1、简述光电效应的工作原理。什么是暗电流？什么是亮电流？P11
2.2.1暗电流指的是在无光照时，由外电压作用下P-N结内流过的单向电流。光敏电阻两端加电压（直流或交流）。无光照时，阻值很大，电流（暗电流）很小；光照时，光生载流子迅速增加，阻值急剧减少，在外场作用下，光生载流子沿一定方向运动，形成亮电流。
2、简述光生伏特效应的工作原理。为什么光伏效应器件比光电导效应器件有更快的响应速度？
答：（1）光生伏特效应的工作基础是内光电效应.当用适当波长的光照射PN结时，由于内建场的作用（不加外电场），光生电子拉向n区，光生空穴拉向p区，相当于PN结上加一个正电压。（2）光伏效应中，与光照相联系的是少数载流子的行为，因为少数载流子的寿命通常很短，所以以光伏效应为基础的检测器件比以光电导效应为基础的检测器件有更快的响应速度。
3、简述光热效应工作原理。热电检测器件有哪些特点？P15
4、比较光电效应和热电效应在作用机理、性能及应用特点等方面的差异。
答：所谓光电效应是指，光辐射入射到光电材料上时，光电材料发射电子，或者其电导率发生变化，或者产生感生电动势的现象。光电效应实质上是入射光辐射与物质中束缚于晶格的电子或自由电子的相互作用所引起的。光电效应就对光波频率（或波长）表现出选择性。在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。按照是否发射电子，光电效应又分为内光电效应和外光电效应。具体有光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应、光子牵引效应和光电磁效应等。
光热效应的实质是探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件与温度有关的电学性质或其他物理性质发生变化。原则上，光热效应对光波频率（或波长）没有选择性，因而物质温度的变化仅决定于光功率（或其变化率），而与入射光辐射的光谱成分无关。因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。光热效应包括热释电效应、温差电效应和测热辐射计效应等
第3章
1、试说明为什么本征光电导器件在越微弱的辐射作用下，时间响应越长，灵敏度越高。
2、对于同一种型号的光敏电阻来讲，在不同光照度和不同环境温度下，其光电导灵敏度与时间常数是否相同？为什么？如果照度相同而温度不同时情况又会如何？
损坏，即无论怎么调整电阻R，都不会使继电器吸合。
时间常数是否相同？为什么？如果照度相同而温度不同时情况又会如何？
3、为什么结型光电器件在正向偏置时，没有明显的光电效应？它必须在哪种偏置状态？为什么？
答：因为p-n结在外加正向偏压时，即使没有光照，电流也随着电压指数级在增加，所以有光照时，光电效应不明显。p-n结必须在反向偏压的状态下，有明显的光电效应产生，这是因为p-n结在反偏电压下产生的电流要饱和，所以光照增加时，得到的光生电流就会明显增加。
4、在如图3-70所示的照明灯控制电路中，将题3所给的CdS光敏电阻用作光电传感器
5、光电导器件响应时间（频率特性）受哪些因素限制？光伏器件与光电导器件工作频率哪个高？实际使用时如何改善其工作频率响应？
响应时间主要受光电导器件中载流子的平均寿命?有关，减小?，则频率响应提高其次，光电导器件的响应时间与运用状态也有光，例如，光照强度和温度的变化，因为它们都影响载流子的寿命。光伏特器件的工作频率高于光电导器件。要改善光伏器件的频率响应，主要是减小响应时间，所以采取的措施主要有：①减小负载电阻；②减小光伏特器件中的结电容，即减小光伏器件的受光面积；③适当增加工作电压。
6、硅光电池的开路电压为什么随着温度的升高而下降？影响光电倍增管工作的环境因素有哪些？如何减少这些因素的影响？
温度升高时，半导体的导电性将发生一定的变化，即少数载流子浓度随着温度的升高而指数式增大，相对来说多数载流子所占据的比例即越来越小，这就使得多数载流子往对方扩散的作用减弱，从而起阻挡作用的p-n结势垒高度也就降低。从Fermi能级的变化上来理解：温度越高，半导体Fermi能级就越靠近禁带中央（即趋于本征化），则两边半导体的Fermi能级之差也就越小，所以p-n结势垒高度也就越低，也就是开压降低。
光电倍增管的响应度受多方面的因素影响，比如：偏置电压的高低、环境光和温度变化等多方面因素的影响。无光时光电倍增管对光的响应度更趋于平稳，使实验数据也更具有可靠性。因此，无光环境是决定光电倍增管对微弱光信号的检测能力的重要因素之一。光电倍增管工作时由于阴极材料发热，这样对光电倍增管的响应度产生较大的影响，因此不稳定的工作温度对光电倍增管的响应度也会带来不同程度的影响。降低光电倍增管的使用环境温度可以减少热电子发射,从而降低暗电流。另外,光电倍增管的灵敏度也会受到温度的影响。
7、分析光电信号输出电路工作原理。试以光电导器件为例，说明为什么光电检测器件的工作波长越长，工作温度就越低？
8、简述发光二极管的发光原理及半导体激光器的工作原理。P44
它们的结构简单说就是三明治的夹心结构，中间的夹心是有源区。二者的结构上是相似的，但是LED没有谐振腔，LD有谐振腔。LD工作原理是基于受激辐射、LED是基于自发辐射。
LD发射功率较高、光谱较窄、直接调制带宽较宽，而LED发射功率较小、光谱较宽、直接调制带宽较窄。
9、试判别下列结论，正确的在括号里填写T，错误的则填写F:
（1）光电导器件在方波辐射的作用下，其上升时间大于下降时间。（F）
（2）光敏电阻的阻值与环境温度有关，温度升高时光敏电阻的阻值也随之升高。（T）
（3）光敏电阻的是由于被光照后所产生的光生电子与空穴的复合需要很长时间，而且，随着复合的进行，光生电子与空穴的浓度与复合几率不断减小，使得光敏电阻恢复被照前的阻值需要很长时间。（T）
10、简述光电耦合器件的工作原理？P51
光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电―光和光―电的转换器件。
11、利用光敏电阻等器件设计楼梯内的节能灯控制电路及测量应用中的自动增益控制电路。
14、硅光电池的内阻与哪些因素有关？在什么条件下硅光电池的输出功率最大？（1）极电容，串接电阻，串接电阻越小越好。
（2）显然，存在着最佳负载电阻Ropt，在最佳负载电阻情况下负载可以获得最大的输出功率Pmax。
15、光生伏特器件有几种偏置电路?各有什么特点?
(1)光生伏特器件有反向偏置电路，零偏置电路，自偏置电路。
(2)特点：自偏置电路的特点是光生伏特器件在自偏置电路中具有输出功率，且当负载为最佳负载电阻时具有最大的输出功率，但是自偏置电路的输出电流或输出电压与入射辐射间的线性关系很差，因此在测量电路中好少采用自偏置电路。反向偏置电路：光生伏特器件在反向偏置状态，PN结势垒区加宽，有利于光生载流子的漂移运动，使光生伏特器件的线性范围加宽，因此反向偏置电路被广泛应用到大范围的线性光电检测与光电变换中。零偏置电路：光生伏特器件在零伏偏置下，输出的短路电流Isc与入射辐射量（如照度）或线性关系变化，因此零伏偏置电路是理想的电流放大电路。
16、试比较硅整流二极管与硅光电二极管的伏安特性曲线，说明它们的差异。
答：比较硅整流二极管与硅光电二极管的伏安特性曲线可知：当没有光辐射时，二者的伏安特性曲线是一样的；当有光辐射时，则硅光电二极管的全电流为负值，特性曲线向下平移，且向下平移的程度随辐照度的不同而变化。但是硅整流二极管的伏安特性曲线不受光照的影响。此外，正常工作状态下，硅光电二极管两端所加正向电压必须小于0.7V，否则不能产生光电效应。该值通常为负，即处于反偏状态；硅整流二极管两端所加偏压须为正，且要大于开启电压Uth值。
17、写出硅光电二极管的全电流方程，说明各项的物理意义。
19、影响光生伏特器件频率响应特性的主要因素有哪些?为什么PN结型硅光电二极管的最高工作频率小于等于107Hz？怎样提高硅光电二极管的频率响应?
(1)影响光生伏特器件频率响应的主要因素有三点：1）在PN结区内产生的光生载流子渡越结区的时间τdr，即漂移时间；2）在PN结区外产生的光生载流子扩散到PN结区内所需的时间τp，即扩散时间；3）由PN结电容Cj、管芯电阻Ri及负载电阻RL构成的RC延迟时间τRC。
(2)对于PN结型硅光电二极管，光生载流子的扩散时间τp是限制硅光电二极管频率响应的主要因素。由于光生载流子的扩散运动很慢，因此扩散时间τp很长，约为100ns，则其最高工作频率小于等于107Hz。
(3)1）减小PN结面积；2）增加势垒区宽度，提高材料体电阻率和增加结深；3）适当增加工作电压；4）尽量减少结构造成的分布电容；5）增加PN结深，减小串联电阻；
6）设计选用最佳负载阻值。
20、为什么说发光二极管的发光区在PN结的P区？这与电子、空穴的迁移率有关吗？答：对于PN结注入发光的发光二极管，当PN结处于平衡位置时，存在一定的势垒区。当加正向偏压时，PN结区势垒降低，从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地复合发光，并主要发生在P区。这是因为发光二极管在正向电压的作用下，电子与空穴做相对运动，即电子由N区向P区运动，而空穴向N区运动。但由于电子的迁移率?N比空穴的迁移率?P高20倍左右，电子很快从N区迁移到P区，因而复合发光主要发生在P区。
21、为什么发光二极管必须在正向电压下才能发光？反向偏置的发光二极管能发光吗？答：由于LED的发光机理是非平衡载流子即电子与空穴的扩散运动导致复合发光，因此要求有非平衡载流子的相对运动，使电子由N区向P区运动，而空穴由P区向N区运动。在不加偏加或加反向偏压的情况下，PN
结内部的漂移运动占主要优势，而这种
少子运动的结果是电子与空穴的复合几率小，而且表现在数量上也是很微弱的，不足以使LED发光。因此，要使LED发光，必须加正向偏压。
22、发光二极管的发光光谱由哪些因素决定？光谱的半宽度有何意义？
发光二极管的发光光谱由材料的种类、性质及发光中心的结构决定，而与器件的几何形状和封装方式无关。无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，此波长即为峰值波长p?。在LED谱线的峰值两侧处，存在两个光强等于峰值一半的点，分别对应p，它们之间的宽度即为半谱线宽度，也称半功率宽度，它是一个反映LED单色性的参数。半宽度越小，则发光光谱单色性越好，发光功率集中于半谱线宽度内。
23、产生激光的三个必要条件是什么？
答：产生激光的三个必要条件是：（1）必须将处于低能态的电子激发或泵浦到较高能态上去，为此需要泵浦源；（2）要有大量的粒子数反转，使受激辐射足以口服损耗；
（3）有一个谐振腔为出射光子提供正反馈及高的增益，用以维持受激辐射的持续振荡。
24、半导体激光器有什么特点？LD与LED发光机理的根本区别是什么？为什么LD光的相干性要好于LED光？
答：半导体激光器体积小，重量轻，效率高，寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦。其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可以与之单片集成，并且还可用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，它广泛应用于光通信、光学测量、自动控制等方面。LD的发光机理是激光工作物质的受激辐射，而LED发光的机理是非平衡载流子的复合发光。由于LD的'发光过程是受激辐射，单色性好，发射角小，因此有很好的时间和空间相干性。
25、为什么需要将发光二极管与光电二极管封装在一起构成光电耦合器件？光电耦合器件的主要特性有哪些？
答：将发光器件与光电接收器件组合成一体，制成的具有信号传输功能的器件，即为光电耦合器件。由于光电耦合器件的发送端与接收端是电、磁绝缘的，只有光信息相连。同时，它在信号传输速度、体积、抗干扰性等方面都具有传统器件所无法比拟的优势。因此，在实际应用中它具有许多优点，被广泛应用于工业自动检测、自动控制、电信号的传输和处理及计算机系统等方面。光电耦合器件的主要特性有：（1）具有电隔离的功能；（2）信号传输具有单向性；（3）具有抗电磁干扰和噪声的能力；（4）响应速度快；（5）实用性强；（6）既具有耦合特性又具有隔离特性。
26、举例说明光电耦合器件可以用在哪些方面？为什么计算机系统常采用光电耦合器件？答：光电耦合器件目前在自动控制、遥控遥测、航空技术、电子计算机和其它光
电、电子技术中得到了广泛的应用。其具体应用实例可参见教材6.5小节所述。在计算机主体运算部分与输入、输出之间，用光电耦合器件作为接口部件，将会大大提高传输中的信噪比。
27、为什么由发光二极管与光电二极管构成的光电耦合器件的电流传输比小于1，而由发光二极管与光电三极管构成的光电耦合器件的电流传输比大于等于1？
30、简述半导体激光器的工作原理。它有哪些特点？
原理：半导体激光器是依靠注入载流子工作的，发射激光必须具备三个基本条件：（1）要产生足够的粒子数反转分布，即高能态粒子数足够的大于处于低能态的粒子数；（2）有一个合适的谐振腔能够起到反馈作用，使受激辐射光子增生，从而产生激光震荡；
（3）要满足一定的阀值条件，以使光子增益等于或大于光子的损耗。
半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质（即利用电子）在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。
特点：体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。
34、简述热电偶工作原理？热电检测器为什么只能检测变幅射信号？
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势――热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeckeffect）。
35、为什么半导体材料常具有负温度系数？
热敏电阻是指电阻值随温度变化而变化的敏感元件。在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电
热敏电阻器阻器。负温
度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子（电子和空穴）数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。
第四章
1:总结不同类型光电检测器确定静态工作点的方法主要有图解计算法和解析计算法。答：不同类型光电检测器确定静态工作点的方法主要有图解计算法和解析计算法。 2：如图所示电路中，设电源电压源为Ub=9V，光敏二极管的伏安特性曲线如图b所示。光敏二极管上的光通量在0~150μlm变化。若光通量在此范围内做正弦变化，要是输出交变电压的幅值为3V，求所需的负载电阻RL,并作出负载线。
第五章
1：直接检测系统的基本原理是什么？为什么说直接检测又称为包络检测？
所谓光电直接检测是将待测光信号直接入射到
光检测器
光敏面上，光检测器响应于光辐射强度（幅度）而输出相应的电流或电压信号。光检测器输出的电流为：
式中：第一项为直流项。若光检测器输出端有隔直流电容，则输出光电流只包含第二项，这就是包络检测的意思。
2：对直接检测系统来说，如何提高输入信噪比？
答：对于光电检测系统来说，其噪声主要有三类：（1）光子噪声包括：A.信号辐射产生的噪声；B.背景辐射产生的噪声。（2）探测器噪声包括：热噪声；散粒噪声；产生―复合噪声；1/f噪声；温度噪声。（3）信号放大及处理电路噪声在实际的光电探测器中，由于光电转换机理不同，各种噪声的作用大小亦各不相同。若综合上述各种噪声源，其功率谱分布可用下图表示。由图可见：在频率很低时，1/f噪声起主导作用；当频率达到中间范围频率时，产生――复合噪声比较显著；当频率较高，甚至于截至频率时，只有白噪声占主导地位，其它噪声影响很小。很明显，探测器应当工作在1/f噪声小、产生-复合噪声为主要噪声的频段上。因此，对于直接探测系统，提高输入信噪比的措施有：（1）利用信号调制及选频技术可抑制噪声的引入白噪声的大小与电路的频带宽度成正比，因此放大器应采用带宽尽可能窄的选频放大器或锁相放大器。（2）将器件制冷，减小热发射，降低产生-复合噪声。采用半导体制冷、杜瓦瓶液态气体制冷或专用制冷机制冷。（3）采用最佳条件下的偏置电路，使信噪比（S/N）最大 3：什么是直接检测系统的量子极限？说明其物理意义。
答：当入射信号光波所引起的散粒噪声为主要噪声，
其他噪声可忽略时，此时信噪比为：该式为直接检测理论上的极限信噪比。也称为直接检测系统的量子极限。量子极限检测为检测的理想状态。
4：试根据信噪比分析具有内增益光电检测器的直接测量系统为什么存在一个最佳倍增系数。（参考）
答：当光检测器存在内增益（如：光电倍增管）时当很大时，热噪声可忽略。若光电倍增管加致冷、屏蔽等措施以减小暗电流和背景噪声，则可达到散粒噪声极限。在直接检测中，光电倍增管、雪崩管的检测能力高于光电导器件，采用有内增益的检测器是直接检测系统可能趋近检测极限的唯一途径。
5：对于点检测光电系统，怎样提高系统的作用距离？
第六章
1：试从工作原理和系统性能两个方面比较直接检测系统和光外差检测系统的特点。 答:工作原理上：①直接探测系统是将携带有待测量的光信号直接入射到探测器光敏面上，光探测器响应的是光辐射强度而输出相应的电流和电压；②光外差检测是利用两束频率不同的相干光在满足波前匹配条件下，在光电探测器上进行光学混频，探测器输出的信号是两光波频差的拍频信号，该信号包含有调制信号的振幅、频率和相位特征。
系统性能上：①直接探测系统检测方法简单，易于实现，可靠性高，但是不能改善输入信噪比，不适宜检测微弱信号；②光外差检测系统复杂，对光外差两输入信号有严格的空间条件和频率条件，但检测距离远，检测精度高，灵敏度高，是天然检测微弱信号的方法。
2:有一光子探测器运用于相干探测。假设入射到光混频器上的本振光功率PL=10mW，光混频器的量子效率η=0.5，入射的信号光波长λ=1μm，负载电阻RL=50Ω，试求该光外差探测系统的转换增益
PIF/PS=?
6:如何实现干涉信号的方向判别与计数。
由于测量反射镜在测量过程中可能需要进行正、反两个方向的移动，或在测量过程中
由于各种干扰因素的影响，可能使测量镜在正向移动过程中产生一些偶然的反射移动。 （正、反方向移动均使干涉信号产生明、暗的变化）若测量系统中没有判向能力，则由光电检测器接收信号后，由计数器所显示的计数值是测量镜正反移动的总和，而不是真正的被测长度。
测量系统的电路中必须设计有方向判别部分，把计数脉冲分为加、减两种脉冲。 当测量镜正向移动时所产生的脉冲为加脉冲，则测量镜反向移动时所产生的脉冲为减脉冲。这两种脉冲送入可逆计数器进行可逆计数，即可得出测量镜的真正位移量。7：试述多普勒测速原理。
当光（激光）照射运动物体或流体时，其反射光或散射光将产生多普勒频移，用它（即反射光或散射光）与本振光进行混频可测得物体或流体的速度。
第七章：
1：用射线理论简述光纤的导波工作原理。
NA定义为光纤的“数值孔径”，为衡量光纤集光性能的主要参数。在光纤端面，只有入射角小于的光才能在光纤中传输。
2：试述传光型和功能型光纤传感器的基本含义。
功能型传感器（即FF型光纤传感器、传感型光纤传感器。）：是利用光纤本身的特性，把光纤作为敏感元件，即光纤与被测对象相互作用，使得光纤结构参数发生变化，使其传光特性发生相关变化。
非功能型传感器（即NF型光纤传感器、传光型光纤传感器）：是利用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为光的传输介质。
3：什么是单模光纤？成为单模光纤的基本条件是什么？
单模光纤只能传输一种模式，纤芯直径仅几个微米，接近波长。单模光纤的有点是没有模式散射，可利用波导色散抵消材料色散，以得到零色散。同时，信息容量极大，可进行理论预测，可利用光的相位等。但缺点是，芯径很小，因而使用不变。 4：举例说明光纤中光波的各种调制技术。
光调制分为：强度调制、相位调制、偏振调制、频率调制和光谱调制等。
5：分光式光纤传感器有哪些特点？
分布式光纤传感器：是将传感光纤沿场排布，并采用独特的检测技术，对沿光纤传输路径上场的空间分布和随时间变化的信息进行测量或监控。
分布式光纤传感器能同时测量空间多个点的环境参数，甚至能测量空间连续分布的环境参数。
6：构成分布式光纤传感器的主要技术有哪些？
一、反射法：即利用光纤在外部扰动作用下产生的瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射等效应进行测量的方法。
二、波长扫描（WLS）法：用白光照射保偏光纤，运用快速付里叶算法来确定模式耦合系数的分布，当高双折射保偏光纤受到外部扰动作用时，会引起相位匹配的模式耦合，即光由一种模式转换为另一种模式（即波长）。由于本征模以不同的速度在光纤中传播，所以从两个本征模的相对幅度的大小可以得到被测参数的信息。
三、干涉法：利用干涉仪把被测量对干涉光路中光波的相位调制进行解调，从而得到被测量信息。
第九章
1：试列表比较所介绍的几种微弱信号检测系统的特点与应用场合。为什么说微弱信号检测基本要素是以时间为代价来换取高灵敏度的测量。答：1锁相放大器
特点：①要求对入射光进行斩光调制，适用于调幅光信号的检测；②为极窄带高增益放大器；
③是交流信号---直流信号变换器。相敏输出正比于输入信号的幅度和它与参考电压的相位差。
④可以补偿光检测器中的背景辐射噪声和前置放大器的固有噪声。信噪比改善可高达1000倍。
2取样积分器
3光子计数器
在输入信号中，只有被测信号本身由于和参考信号有同频锁相关系而得到最大的直流输出。
3：说明取样放大器的去噪原理和工作过程。
答：原理：是利用周期性信号的重复特性，在每个周期的同一个位处多次采集波形上某点的数值，算术平均值与该点处的瞬时值成比例，于是各周期内取样平均信号也为待测信号的波形。而噪声多次重复的统计平均值为0。
多周期同相位取值平均，可大大提高信噪比、再现被噪声淹没的信号波形。
1、周期信号的取样：满足取样定理（在这里要注意对取样定理的理解）
2、取样信号的积累平均
4：什么叫光子计数技术？试说明光子计数系统可分为几种类型，说明各种类型的工作原理。
答：光子计数器是利用光电倍增管能检测单个光子能量的功能，通过光电子计数的方法测量极微弱光脉冲信号。
光子计数器分为三种类型：基本型、辐射源补偿型和背景补偿型。5：电子开关有哪些应用方式？试简述他们的应用特点。答：光电开关分为主动型光电开关和被动型光电开关。
1、透射分离型主动开关
2反射型主动开关：当发光管发出的光遇到障碍时，在距离足够近时，由障碍物反射回来的光被接收管接收而使开关运作。可用于位置传感、汽车的紧急制动等。
3光电耦合器:若发光管接在低压电路中，光电接收管接于高压电路中，则可实现由低压电路控制高压电路。
4编码技术型主动开关:发光管发出频率确定的光脉冲；快门打开期间，计数器计数此期间光电的脉冲数（N），即可计算出快门的时间（NT）
5被动开关:利用自然光源的特性对光电开关提供信号。因此，被动开关的接收器常用（热电器件、红外光敏电阻、红外光电二极管等）。常用于自动开门或报警系统的控制。6:电子转速计在进行正反向转速测量时，如何进行判向？给出一种设计方案。7：试根据光电遥控框图，说明光电遥控原理。
原理：发射出一束较宽的光束，所发的光束里含有控制功能的编码信号。
8：试述条形码识别原理，条形码识别一般要经过哪几个环节？答：原理：利用计算机“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的宽窄条纹来表示数字或字符。条形码系统由条形码符号、符号载体、打印设备和扫描阅读设备组成。环节：1要求建立一个光学系统。2要求一个接受系统能够采集到光点运动时打在条形码条符上反射回来的反射光，同时，要求这一接受系统对反射光具有一定的敏感系统。3要求一个电子电路将接受到的光信号不失真的转换为电脉冲。
9：针对基于调制盘的红外方位监测系统，试设计出仍一种调制图案。
篇8：探析光电探测技术的空间应用论文
探析光电探测技术的空间应用论文
摘 要：目前,在空间技术中广泛地采用光电探测技术获取各种信息。本文就姿态敏感、扫描成象、分光技术和光雷达等四类传感仪器的应用情况,结合国内外的技术发展作综合介绍。光电成象遥感仪已成为气象和地球资源卫星上的主要传感仪。它们的图象数据广泛应用,为密切人类生活同空间技术的关系起着重要作用。本文最后指出发展光电技术空间应用的关键问题。
关键词：光电探测技术论文
0 引言
在光电子系统中，最关键也是最重要的就是作为它的“眼睛”的部件，也就是光电探测器。它的优点是它非常灵敏，同时也具有人眼所不具有的对图像的记忆、储存、输出以及显示记录的功能，但是同时其缺点也非常明显，其一是由于自身原理的问题，它的光谱响应范围仅限于400nm到760nm，但是对于波长在该范围之外的紫外光和红外光一般不能响应;其二是由于“眼睛”的视觉暂留现象，对于高频信号不能清楚分辨。
光电探测器种类繁多，从原则上说只要在受到光照之后其物理性质变化的材料都可以用来制作光电探测器。现在最广泛使用的光电探测器是利用光电效应进行工作的，光电效应又分为内光电效应和外光电效应：常见的光电管和光电倍增管是利用外光电效应工作的，即是由入射光子打在阴极材料上将其内部电子轰击出来形成光电流，从而通过入射光强的改变进而检测光信号;一些典型的半导体光电器件则是利用内光电效应来实现的，其是通过将光电材料内部的电子从低能态激发到高能态，从而激发出一个电子空穴对，称为光生电子空穴对，通过检测出它对半导体光电材料导电性能的改变，就可以检测出光信号的改变[1]。
外光电效应和内光电效应的产生都是取决于入射光的波长λ和频率υ，即光子能量E只与频率υ有关，式中h为普朗克常量。要能产生光电效应，每个光子的能量必须高于一定的数值，波长越短，即频率越高，则每个光子的能量也就越大，越容易产生光电效应。
目前广泛使用的光电探测器是光电二极管和雪崩光电二极管，它们都是由半导体材料制作而成的。内光电效应就发生在导带和价带之间，价带中的电子吸收了入射光子的能量后被激发到导带中，会在导带中产生一个能自由运动的电子并且在价带中产生一个空穴。空穴在价带中的能量高于在导带中的能量，在价带中也可以自由运动，所以当入射光子在半导体内激发产生光生电子空穴对的时候，就会改变半导体的导电性能[2]。
原理如下图1：
1光电二极管简介
1.1 工作原理
光电二极管是一种能将光信号变成电信号的半导体器件，核心部分是一个PN结。与普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，其PN结的面积尽量做的大一些，电极面积尽量小一些，并且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
光电二极管一般都是在反向电压作用之下工作的。在没有光照时，反向电流很小，叫做暗电流;当有光照时，携带能量的光子在进入PN结之后，会把自身的能量传给共价键上的束缚电子，使得部分电子挣脱共价键，从而产生电子空穴对，被称为光生载流子。
光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。光电二极管和普 通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。光电三极管 除具有光电转换的.功能外，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。光电三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。同光电 二极管一样，光电三极管外壳也有一个透明窗口，以接收光线照射[3]。
光电二极管工作V-I曲线如图2：
1.2 主要性能参数
(1)响应率
响应特性也可以表达为量子效率，即光照产生的载流子数量与突发光照光子数的比例。
(2)暗电流
在光电导模式下，当不接受光照时，通过光电二极管的电流被定义为暗电流。暗电流包括了辐射电流以及半导体结的饱和电流。
(3)等效噪声功率
等效噪声功率(NEP)是指能够产生光电流所需的最小光功率，与1赫兹时的噪声功率均方根值相等。与此相关的一个特性被称作是探测能力，它等于等效噪声功率的倒数。等效噪声功率大约等于光电二极管的最小可探测输入功率[4]。
1.3 应用
PN结型光电二极管与其他类型的光探测器一样，能够根据接受光的强度来输出相应的模拟信号或者在数字电路的不同状态之间切换比如控制开关和数字信号处理。
光电二极管在消费电子产品方面，例如CD播放器、烟雾探测器以及控制电视机、空调的红外线遥控设备中也有应用。对于许多产品来说，可以使用光电二极管或者其他光导材料，它们都可以被应用于测量光，通常被用于路灯亮度自动调节和手机的感光设备等。
在科学研究和工业中，光电二极管常常被用来精确测量光强，因为它比其他光导材料具有更良好的线性。
在医疗应用设备中，光电二极管也有着广泛的应用，比如脉搏探测器以及X射线计算机断层成像(CT)等。
2 雪崩二极管简介
2.1 工作原理
在材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结的反向电压增加时，空间电荷区中的电场也会随之增强，这样一来通过空间电荷区的电子和空穴就会在电场作用下使其自身能量增大。而在晶体中运动的电子和空穴将不断的与晶体原子发生碰撞，当电子和空穴的能量足够大时，通过这样的碰撞的可使共价键中的电子激发形成自由的电子空穴对。新产生的电子和空穴也会朝着相反的方向运动继而重新获得能量，又可以通过碰撞再产生电子空穴对。这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后，载流子的倍增情况就像雪崩一样，载流子增加得多且快。反向电流剧增，PN结就发生雪崩击穿，利用该特点可制作高反压二极管。
雪崩击穿的示意图如图3：
2.2 应用
PN结加合适的高反向偏压，使耗尽层中光生载流子受到强电场的加速作用从而获得足够高的动能，它们与晶格碰撞又会电离产生新的电子空穴对，这些载流子又不断引起新的电离，造成载流子的雪崩倍增，得到电流增益。
其优化结构如图4：
光的吸收层用铟镓砷，即InGaAs材料，它对1.3μm和1.55μn的光具有高的吸收系数。为了避免InGaAs同质结隧道击穿先于雪崩击穿，把雪崩区与吸收区分开，即PN结要放在InP窗口层内[5]。由于InP材料中空穴离化系数大于电子离化系数，雪崩区选用n型 InP，n-InP与n-InGaAs异质界面存在较大价带势垒，易造成光生空穴的陷落，在其间夹入带隙渐变的铟镓砷磷过渡区，分别形成吸收、分级和倍增结构。
3 总结与展望
光电探测器件的应用选择，实际上是应用时的一些事项或要点。在很多要求不太严格的应用中，可采用任何一种光电探测器件。不过在某些情况下，器件的选择极大程度上决定了效果的好坏。
在动态特性方面，以光电倍增管和光电二极管，尤其是PIN二极管与雪崩二极管为最好。在光电特性方面，以光电倍增管、和光电池为最好;在灵敏度方面，以光电倍增管、雪崩二极管、光敏电阻和光电三极管为最好。在各种光敏探测器中，灵敏度高不一定就是输出电流大，输出电流大的器件有大面积光电池、光敏电阻、雪崩光电二极管和光电三极管。外加的偏置电压最低的是光电二极管和光电三极管，光电池不需外加偏置。
近年来光电探测器在理论研究方面的发展并不多，但是在实际应用上依然很广泛。相信在不久的将来，随着其他一些传感器或者探测器领域的发展，光电探测器还会在更多更广泛的领域得到更多的应用。
篇9：光电技术在纺织中的运用论文
光电技术在纺织中的运用论文
摘 要： 从基于纺织品以及纤维的高性能光电池以及光电检测技术在大容量棉纤维长度检测中的应用两个方面出发，探讨光电技术在纺织中的应用。
关键词：光电技术；纺织生产；光电池；电检测
引言
随着光电技术的迅速发展以及人们对纺织品更新的需求，光电技术在纺织品的设计以及纺织生产过程中都具有新的应用。这对于增加纺织品的功能，提高纺织的生产效率和产品质量具有重要的作用。
1 光电技术在高性能纺织纤维设计中的应用
纺织行业中，除了传统的服装使用以及遮盖用的纺织品外，光电技术在高性能、多功能纺织品中的应用正在不断拓展。在设计纺织材料的过程中，除了在纺织材料中嵌入各种光电材料之外，还可以与太阳能技术整合起来，作为一个重要的纺织结构材料。由此看来，可以采用光电技术将纤维和纺织材料制成为光电池。因些，可以利用光电技术制成的光电纺织物制作成轻便的新产品，或者是采用电子设备的形式将光电纺织材料整合起来，形成新的应用产品。最终，使用光电技术应用在纺织中制造出新复合材料之外，还可以生产出更具有柔软性的光电结构产品，诸如柔韧性极高的高效光电纤维等。
生产这些高效能的光电纤维，其主要是采用特殊的材料和生产工艺。尤其是随着铜、铟、镓和硒等化合物光电材料的迅速发展，而且这些材料更加环保，在柔性的纺织材料中太阳能电池中得到广泛的应用，在太空科技中有更高的应用，而使得传统的硅基材料使用程度有所减小。
在当前各种形式的太阳能电池中，在考虑柔韧性、经济性以及使用性能等多个特征的基础上，这种基于纺织纤维的高性能电池更适合于在织物中使用。当前，已经有文献对在纺织材料中添加光电太阳能电池方面进行了研究。而且对这种光电织物在推广过程中需要注意的问题进行了分析，诸如在设计的过程中更具有针对性，以市场的需求为导向，以客户的要求为基准，以免产生负面的商业影响。同时，光电膜也应该设置在织物或者是纺织产品的外层，这样可以最大程度的接受来自太阳的能量。与传统的树脂基太阳能电池相比，这种基于纤维的光电池将更加的轻质和柔韧，而且可以添加到织物的土层当中，便于其推广和应用。例如，可以将之设置到野营的帐篷或者是遮蔽材料中，有时还可以设置到户外背包中，使得在野外也可以获得电能。
2 光电检测技术在大容量棉纤维长度检测中的应用
当前的棉纤维长度检测设备主要可以分为三个基本类型：光电检测设备、分组称量型设备以及全自动测量设备。其中，分组称量型设备虽然具有原理简单、明了的特点，但是其操作过于繁琐、劳动强度较大，导致其误差的来源较多，难以控制；而光电检测设备则具有测量速度快、检测效率高以及灵敏度高的特点，在精密测试设备中得到了广泛的应用。其基本的原理就是对被测量的变化而引起的光参数变化，诸如光强度、相位、偏振以及频率等的变化，最终获得被测量数据的变化。
2.1 系统测试原理
在对棉纤维的长度进行测试的`过程中，光电检测设备需要从松散的棉纤维样品中抽取大约120g的棉纤维样品，然后采用螺旋式梳夹将其锁紧，在经过梳刷的初步处理之后，将其中的浮游纤维去掉，通过这个过程保证棉纤维的伸直和平行。然后，在一定的拉伸张力之下使得棉纤维伸展开来，然后将其通过光电检测设备。之后，使用棉纤维跟随梳夹在支架上伴随移动，随着棉纤维的移动会使得光源透射到光电接收设备之上，然后利用光电转换设备将表示纤维长度的光信号转变成为电信号，最终得到所有棉纤维的长度分布曲线图，最终统计得到棉纤维长度的各种指标曲线。这种棉纤维长度检测技术是典型的透射式光强度信号检测技术，其具有技术原理简单，操作方便，检测的灵敏度、可靠度以及精度较高的特点。
2.2 棉纤维长度光电检测系统基本组成框图
根据上面对棉纤维长度光电检测系统检测原理的表述，在对实际的检测电路进行设计的过程中，首先要设计出该系统的光电检测系统框图，其基本的流程如下图1所示。
1）检测设备光学部分的设计流程。该检测系统的光学部分主要包括光源、光源导光板、接收光线的聚光透镜以及光电接收设备pa与pb等构成的两条基本管线通路，如下图2所示。
其中，光源是采用通过精心选择，且光线强度经过严格匹配之后获得的多种发光二极管，最终形成了条状的光源。在检测工作进行的过程中，由于发光二极管的发射角通常比较小，这导致立体角方向的光能量得到迅速的提高，能够保证棉纤维束所得到的光线强度也对应的提高，便于检测设备捕获到光信号的变化。而光源导光板则是利用特殊的材料制成，保证通过该设备可以将光源所发出的光便变成一道均匀而平行的光束，且光源能够平行的照射到被检测的棉纤维之上，使得检测精度得到有效控制。
而变化光源的聚光接受透镜则是利用光的全反射原理，将透镜制作成为一个梯形的形状，使得经过棉纤维束的光线在有效宽度之内能够有效的聚集到光电接收设备的接收器Pa之上。其中，光电接收设备中利用光电二极管制成Pb，而Pa则是线性的噪声度较低，且能够在光源波长处具有最大接收灵敏度的光电池。光源中发出的光在经过光源导板之后，直接照射到被检测的棉纤维束上，而透过的光则通过接收聚光透镜，将处于有效测量宽度之内的透射光聚焦到光电接收设备Pa之上。这时，被检测的纤维束是处于光源导光板以及光线接收透镜之间的通道之中的，形成了一条测量的光路。而另外一部分光线则是直接传输到光电接收设备Pb之上，进而形成一条参考光通路。同时，将参考光路之上的光源以及光电接收设备Pb封装在一起。其中，在测量光通路上，光源导光板、光电接收设备Pa以及接收透镜，一起对场角的大小进行控制，这样可以将进入光电接收设备Pa的杂散光线，进而对背景噪声的大小进行有效控制，提高光电检测系统的信噪比，确保光学部分的信号传输尽可能的准确。
2）检测设备光电转换部分的设计。测量光路传输过来的光信号包含了被检测纤维束不同长度处的光信号，在经过光电池之后可以将之转换成为电压信号，便于分析和处理。与此同时，在参考光路上直接传输过来的光信号在经过光电二极管的处理之后也形成电压变化信号。
其次，在检测设备的设计过程中，光电池的长度要适当长出接收聚光透镜光面长度大约4mm。这样，能够尽可能的降低光电池在光电转换的过程中出现可能存在的边缘效应。确保光电池能够很好的使用电信号描述出光强度的变化。
3）调制和解调电路的设计。对于光强度检测系统的调制设备而言，导致信号的检测出现误差的重要因素是由于光源强度的漂移以及光信号受到干扰。为了达到有效去除由于测量现场光污染出现的干扰光以及光强的漂移问题，需要对光源进行调制处理，然后在两个光电接收设备的输出处进行解调，实现快速高效地提高设备的检测精度。
在长度检测系统当中，脉冲发生器产生的脉冲能够对产生光源的电源电压进行通断操作，实现对光源的调制。然后利用和输入信号同频率、同相，而且幅值足够大的方波信号作为检测光源信号的参考信号，利用相敏解调电路来对光电转换信号进行解调，达到对噪声进行抑制的目的，有效的提高了系统的信噪比，进一提高检测的精度。
3 结语
本文对纺织纤维的高性能光电池，光电检测技术在大容量棉纤维长度检测中的应用进行了较为详细的论述，分析了光电技术在纺织中的应用，拓宽了光电技术在纺织过程中的应用起到了一定的促进作用。
篇10：光电测量技术与车床加工研究论文
光电测量技术与车床加工研究论文
摘要：我国现代化建设不断推进，对我国制造业也提出更高、更多地要求。目前制造业的发展向着更加高精度的方向进行，这对机械制造业的精度测量技术与机床加工技术提出了更高要求。本文主要介绍光电测量技术在车床加工的应用，研究其技术优势与必要性，对出现的技术问题进行探讨，最提出一定建议。
关键词：光电测量技术；机床加工；高精密加工；机械制造
目前我国机械制造技术的发展已经达到一定水平，机械制造业的需求也在不断的提高。而机床是机械制造的必要设备，已经获得了广泛的应用，在机床制造中，加工精度对于产品的质量有着极为重要的影响。本文主要对精度检测环节重点讨论，利用光电测量技术提高测量校对精度，提高车床制造加工的精度。
1光电测量技术的应用优势
1.1传统技术的缺陷
数控车床是一项高精度的自动化机床设备，将传统的人工制造完全由机器代替运行，这设计的技术十分广泛，而这里主要讨论测量技术。传统的测量技术一直是建立在原本的肉眼辨别基础上，无论是利用技术扩大肉眼辨别的精度，还是讲测量的尺寸利用技术投影放大，均是如此。例如显微装置与轮廓投影仪，这一类测量方式存在局限性，测量的误差难以消除，加工要求的提高使得这一类测量方式难以满足更高的需求，提高成本极高。
1.2光电测量技术的优势
光电测量技术主要利用光学几何性质，将机床测量坐标以光学标记（一般为十字架），将光电信号传递到计算机，通过计算机处理计算，极大地提高了测量精度。光学信号的敏感程度远高于肉眼，而计算机进行精度校对处理，也极大的提高了精度校对的处理速度。随着机械制造自动化水平的不断提高，对制造业的加工效率要求也不断提高，而光电测量技术，利用光学传感器与计算机储备提高车床加工精度，同时也可以更进一步提高制造业的生产效率。
2.光电测量技术在车床加工中的应用
2.1设定准确的加工坐标系
对车床加工而言，在绘制好加工图纸之后，需要在实际加工之前校对工件坐标系，这一坐标系是与机床自身坐标系相对的一个坐标系，直接关系到加工精度的提高。在传统操作中，这一环节需要人工设定工件坐标系，需要人工试切，首先会对造成一定的材料浪费，更重要的是加工精度难以保证，依赖于技术人员的操作水平；其次，进行了一定程度上的改善升级，但是在不改变原理的基础上难以有较大的提高。而利用光电测量技术，可以直接避免与工件接触，避免接触后出现的位置偏移。并且光电测量技术可以将坐标系测定结果直接反馈给车床的内置计算机，快速实现工件坐标系设定，提高工作效率。
2.2反馈补偿减少误差
目前数控机床的控制系统一般为闭环或者半闭环，利用光电测量系统对车床的具体加工过程进行监控校对，将由伺服系统与机床导轨等其他设备缺陷造成的加工误差反馈给计算机，计算机再更正进给信号，达到更高的加工精度，保证产品质量。通过光电测量技术，不仅仅可以高精度的校对进给尺寸误差，而且还通过光电信号转化可以很快反馈给计算机，得出修正信号。这是目前数控车床发展的主要技术方向，利用传感器技术实现闭环控制系统。
2.3方便数据处理
要实现高精度的加工，光电信号的数据处理也至关重要，要将收到的光电信号数据进行合理的处理，便于运用于加工中。对此，要建立一个较为完善的数据模型，在数据处理后可以利用一些绘图软件，将测量结果直接显示在人机交互界面，方便技术人员对应设计材料对于加工工艺与计划进行微调。这对毛坯生产与后期加工分离的现代机械加工生产而言意义重大，从而提高的机械加工的适应性与效率。
3.光电测量技术的问题探究
在实际的光电测量技术运用中，依旧存在了一些问题，需要研究探讨。主要问题有两个：第一，成本问题，要实现光电技术加工需要与之相对应的车床设备，而我国大部分企业运用的生产车床尚不能完全满足要求，这对光电测量技术在车床加工的应用是极大的限制，因此在未来的技术改进方向主要考虑降低技术成本与在现有机床的.基础上进行融合改进；第二，技术人员的储备不足，光电测量设备的技术含量较高，对于参与加工的技术人员要求也在提高，而现有工人的文化水平使得培训难度较大，最终成本也较高。
4.结束语
我国面对新世界的发展大潮，要全面建设现代化国家，在各个方面达到世界的先进水平，实现技术的进步需要强大的制造业为基础，因此，要高度重视我国机械制造水平的提高。对新技术的创新运用是一项提高机械制造生产水平的有效手段，光电测量技术已经出现了一段时间，它对制造业生产效率与产品质量的提高前景有目共睹，对光电测量技术在实际加工中的应用研究探讨意义重大，是实现我国现代化工业的关键点之一。
参考文献：
[1]张敬大.基于光干涉法的超精密车削表面微结构在位检测技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,.
[2]吴玲敏,鲍明全,郭世维.激光跟踪仪在车床加工精度检测中的应用研究[J].激光杂志,,38(3):46-49.
[3]周肇飞,周卫东,王世华,等.亚纳米级超精细表面微观形貌光电测量技术的现状与发展[J].工具技术,(1):34-37.
作者：徐鹤雷 单位：江苏省宜兴中等专业学校
篇11：浅谈光电烟雾火灾探测技术
浅谈光电烟雾火灾探测技术
摘要：本文简要阐述了火灾探测的重要性,回顾了火灾探测技术的发展历史,介绍了烟雾火灾探测技术的.基本原理,并从光学探测室、传感器等层面介绍了光电烟雾火灾探测技术的发展概况.最后,展望了光电烟雾火灾探测技术的发展趋势.作 者：苏静 作者单位：海湾安全技术有限公司,河北秦皇岛,066004 期 刊：安防科技 Journal：SAFETY & SECURITY TECHNOLOGY 年，卷(期)：, “”(3) 分类号：X9 关键词：散射 火灾算法 多元传感技术 光学探测室篇12：压力容器超声检测技术分析论文
压力容器超声检测技术分析论文
［摘要］压力容器的实际应用当中，其质量安全的保障需要多方面作业的实施，而加强对压力容器的质量检测就显得比较重要，通过超声检测技术的应用，就能保障检测的整体质量和效率。本文主要就超声检测技术的实际应用方法详细探究，在此次的研究下能从理论上对超声检测技术的应用进一步丰富，从而为压力容器的质量检测操作提供相应参考依据。
［关键词］压力容器；超声检测技术；检验质量
引言
超声检测技术在压力容器当中的应用优势比较突出，这也是超声检测技术能得以广泛应用的重要基础。在市场的迅速发展下，生产领域对压力容器的使用质量要求会愈来愈高，这就需要做好无损检测的工作，保障压力容器的超声检测质量，只有从这些基础层面得到了加强，才能真正有助于压力容器的检测水平提高。
1、压力容器超声检测技术应用优势和应用步骤
1.1 压力容器超声检测技术应用优势
压力容器检测的方法当中，无损检测是比较关键的检测技术，其检测技术的种类也比较多样化，结合压力容器的实际检测工作的需要，采用超声检测技术是比较有效的。超声检测技术的应用对工件以及材料不会造成损坏，通过声音以及光等特性对压力容器构件的表面以及内部性质进行实施检测，通过超声检测技术的应用就能有助于提高检测的效率[1]。超声检测技术的应用需要和破坏性检测技术进行结合，结合检测的目的以及设备工况来进行选择无损检测实施时间以及方法。超声检测技术的应用能有效降低成本，对压力容器的检测中避免了损坏，检测的质量也能得到有效保障。在对超声检测技术的应用下，能及时发现缺陷，从而有效指导工艺改进。
1.2 压力容器超声检测技术应用步骤
压力容器超声检测技术的实际应用过程中，方法是多样化的，工厂当中是通过脉冲反射式超声检测的方法应用。这一超声检测技术的应用主要是将脉冲波进入到工件后会向着一定方向传播，在有阻抗差异界面就有发生反射，这样就能接收到相应的超声波信号加以显示，通过对波形的分析就能对压力容器的缺陷加以判定[2]。通过对脉冲检测技术的应用下，需要按照相应的步骤进行实施，结合压力容器可能存在的缺陷进行选择相应检测面，超声波缺陷主反射面和束轴线接近垂直。对工件结构以及技术要求相结合，结合实际的情况来进行选择相应的仪器，对压力容器声学特性以及结构特征能选择超声波检测技术，这一过程中就要采用耦合剂对探头以及工件表面空气加以排除。使用的耦合剂当中水以及机油是比较常用的，还有化学糨糊也是比较常用的，这一耦合剂材料的使用成本低效果好，但是要注重耦合层厚度以及工件表面粗糙程度，这些都是和超声检测技术的应用效果有着联系的。超声检测技术的实际应用当中，就要能够探头的应用，进行上扫查的时候声束范围是检测到的部分，对扫查方式也要能加以确定[3]。最后就要能结合所发现的缺陷显示的信号对缺陷的情况和位置加以确定，最好相应的记录以及等级评定的相应工作。
2、压力容器超声检测技术实际应用
压力容器超声检测技术的实际应用当中，就要充分注重方法的科学性，对不同的部位进行检测操作的要求也会有着不同，其中压力容器板材超声检测的过程中，由于板材是压力容器的壳体，所以厚度在0.6―25厘米，多数的压力容器钢板厚度为0.8―4厘米，制作过程是通过超声局部水浸法进行检测，通过接触法实施复验。在发现测厚异常的'时候，出现鼓包的情况就要做好相应的工作[4]。厚度小于0.6厘米的薄板实施超声波检测的时候，通过单晶直探头方法实施检测其板厚就会存在盲区中，缺陷不容易判定，所以通过兰姆波探伤就能起到良好的应用作用。而对于厚度在0.6―2厘米钢板进行超声波探伤的时候，通过双晶直探头加以科学操作比较方便，其频率设置在2MHz就有着良好应用效果，晶片面积不能小于150mm2。通过CBI标准试块将探伤的灵敏度要调整好，保障探伤的整体效果。在对于钢板的厚度大于2厘米的压力容器超声检测过程中，就要通过2.5MHz（板厚＜40mm）或5MHz（板厚＜250mm）的单晶直探头（圆晶片直径为14mm―25mm）。通过不同的厚度的钢板进行超声波检测的操作方法上也会有着不同。再如对复合板的检测过程中，就需要在扫查的方式方面加强控制，沿钢板宽度方向进行扫查，间隔在5厘米平行线扫查。压力容器的超声检测技术的应用中，对于高压螺栓超声检测也是比较重要的，实际操作当中要注意按照相应的标准要求进行检测，从整体上提高检测的质量效果。高压螺栓的清洁是比较困难的，对超声检测需要按照相应的规范，查看是不是有裂纹，在对检测内容方面需要完整，螺栓以及端部在检测的时候就可通过纵波小K值斜探头，纵波斜入射检测，能够保障检测的效果。对于螺栓以及螺柱无螺纹的部位进行检测过程中，就需要通过频率2.5MKz横波斜探头轴向检测，从而保障检测的整体质量。而在纵波斜入射检测以及横波轴向检测对比试样，通过被检工件材料等进行按照科学的方式实施检测，就能保障检测的整体质量。另外，压力容器在利用超声检测技术的时候，对锻件的检测也是比较关键的，具体检测工作的开展中，就需要双晶直探头以及双晶探头校准试块的方法应用，通过实测距离以及波幅曲线进行校正灵敏度，这样就能保障测量的整体质量。
3、结语
综上所述，对于压力容器超声检测技术的实际应用，要充分注重方法的科学应用，按照相应的标准规范以及相应的制度加以落实，只有保障超声检测技术的科学应用，才能保障压力容器的应用质量。在此次对压力容器超声检测技术的应用研究分析下，希望能为解决实际的检测质量问题起到一定启示作用。
参考文献
[1]高文君，秦海洲.浅谈石油储罐无损检测技术[J].化工管理，（33）.
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[4]刘杰.承压特种设备的无损检测分析[J].中国新技术新产品，2017（11）.
篇13：计算机软件安全检测技术分析论文
【摘要】计算机软件目前已经成为人们日常生活以及社会生产各领域中极为重要的一种必备工具，但是在实际应用的过程中也会存在诸多安全隐患。计算机软件安全检测是确保计算机软件正常、安全运行的重要基础保障。论文主要介绍了计算机软件安全检测工作的重要意义、相关注意事项，分析了计算机软件应用中面临的主要威胁以及一些安全漏洞，最后分析了计算机软件安全检测程序以及几种较为常用的计算机软件安全检测技术。
【关键词】计算机软件；安全检测技术
1引言
随着计算机的快速发展以及广泛普及应用，计算机软件种类越来越多，有的软件是商用软件，有的是个人应用软件，这些计算机软件在很大程度上提高了人们的生产、生活效率以及质量，对于社会企业的健康、可持续发展也具有极其重要的作用。
2计算机软件安全检测重要性以及相关注意事项
2.1计算机软件安全检测的重要性
计算机软件安全检测的主要目的是为了确保计算机用户的信息以及财产安全。计算机软件开发过程中一定要加强计算机软件安全检测，及早发现计算机软件在投入运行过程中的一些故障或者错误，然后再及时、有效更正计算机软件在实际应用过程中出现的风险。同时通过计算机软件安全检测，可以判断计算机软件组装过程是否科学、合理，而且也可以及时为建立软件质量模型提供科学、可靠的数据依据，这样可有效确保计算机软件的安全应用。
2.2计算机软件安全检测的相关注意事项
计算机软件安全检测技术并不能作为一种防止软件程序中出现错误的`一种主要手段，因为通过检测只可以找出计算机软件在实际应用过程中比较容易出现错误的位置。在计算机软件安全检测的过程中应该注意几点。选择科学、合理的计算机软件安全检测方案。计算机软件安全检测工作中，一定要全面了解计算机软件的基本特性以及主要要求，然后结合相应的测试结果采用科学、合理的安全检测技术，同时应该制定相应的计算机软件安全检测方案，确保能够认真落实安全检测方案。一定要全面、深入分析。一般计算机软件程序相对较为负责，规模也比较大，相关人员对计算机软件进行安全检测的时候一定要全面、深入分析计算机软件的性能以及需求等情况，而且应该了解系统级以及代码级等。在此基础上，选择科学、合理的计算机软件安全检测技术，这样才可以确保检测效率以及检测准确性。
3计算机软件面临的威胁以及主要的安全漏洞类型
3.1计算机软件面临的主要威胁
计算机软件在实际运行及应用过程中会受到多种多样的威胁，其中最为突出的就是软件质量威胁，但是在计算机软件开发环节就无可避免的会遇到这些问题。应用计算机软件的过程中，计算机自身的安全漏洞会为计算机用户带来巨大的安全隐患，也会造成严重的后果。有的不法分子可能会利用这些安全漏洞恶意攻击计算机，盗取或者删除用户信息，这样会使用户承受巨大的损失。
3.2计算机软件安全漏洞
想要有效确保计算机软件安全，一定要全面了解、掌握计算机软件漏洞的相关内容，而且应该从不同的角度层次划分计算机软件安全漏洞的类型。如果是计算机操作系统，通常会采用C、C++来开发，这种语言具有灵活、使用方便、简洁等特点。但是随着计算机软件的不断发展及应用，也会出现各种安全漏洞，这样会在很大程度上威胁计算机用户软件的使用安全。这些安全漏洞往往包括缓冲区溢出漏洞，程序员编程技巧不高就极易发生这种安全问题，这样的安全漏洞在执行目标程序的时候显得非常古怪，甚至可能会完全崩溃。其次，格式化字符串也是一种常见的计算机软件安全漏洞类型，这种程序代码缺陷相对比较微妙，如果存在这种安全漏洞，进程内存空间内就会随意读写，会造成严重的危害。
4计算机软件安全检测程序及常见的计算机软件安全检测技术
进行计算机软件安全检测工作的过程中，一定要严格根据相应的流程进行操作。如果是大型计算机软件，应该会采用比较大的子系统，但是这些子系统往往也会划分成几个不同的模板。计算机软件安全检测流程通常主要包括模块测试、组装系统、检测系统结构安全、测试软件功能及性能、系统测试等几个环节。模块测试中主要是检测子系统中比较小的那个模块，这样可以更广泛的突出辐射面，有效解决小模块中的一些安全漏洞。完成各模块测试后应该结合软件程序设计的实际要求重新组装所有模块，建成一个完整系统，然后再检测组装后系统结构的安全性。然后确保上述检验合格前提下有效测试系统软件的性能及功能，这样主要是保证系统软件功能及其性能能够完全满足计算机用户的需求。计算机软件安全检测手段比较多，应该结合计算机软件实际情况采用合适的软件安全检测技术。
5结束语
综上所述，计算机软件安全检测工作是保证计算机软件安全、可靠运行，确保计算机用户信息安全的重要措施，因此一定要高度重视计算机软件安全检测技术研究，在不断实践中创新计算机软件安全检测技术。
参考文献
[1]邱进盼,李春光,刘洋.计算机软件安全检测技术研究[J].信息与电脑，2015(12).
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[3]张新昌.计算机软件运行中安全检测技术的运用[J].科技传播，2012（11）.
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