心理测谎仪的基本原理

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68浅谈光纤光谱仪的设计原理及基本光谱测量文／蔡晓东　李剑锋　黄国香0 引言1666 年，太阳光的色散现象被牛顿发现以后，从此为光谱学的研究建立了基础。1859年，第一台结构完整的光谱仪被基尔霍夫和本生研制出来，从此迈出了研究光谱仪的第一步。从光谱仪诞生这一个多世纪以来，随着航空领域、计算机领域、遥感领域、激光领域、探测器领域等先进的高科技领域的不断发展，光谱学技术也在不断地改革创新，光谱学广泛地应用于物化检测、生物学测量、光学分析、工业检测、天文科研等各个行业。早期的光谱仪分光使用的是棱镜分光技术，当时的光栅由于制造技术不发达、制造工艺复杂，使其成本较高，质量效果不理想。随着光栅的技术发展，越来越多的高性能光栅应用于光谱仪技术中，为光谱仪的微型化奠定了基础。从初期的目视接收模块、感光摄影模块来对色散光进行接收和定量表示，发展到如今的光电探测器自动探测识别，探测器的引入不仅拓宽了光谱仪的光谱检测范围，还大大地提高了测量的精度；而且光栅可以固定不扫描，避免了光栅移动的麻烦。光电探测器的扫描速度非常快，使光谱实时检测成为可能。这些模块的引入，使光谱仪实现了微型化、数字化、集成化、自动化和智能化。 1 光纤光谱仪设计原理光谱仪根据其光学设计原理可分为两种，一种是通过棱镜或者光栅的色散成像型光谱仪，另一种是通过干涉调制完成色散的调制变换式光谱仪，本文主要讲述的是通过光栅完成的色散成像型光谱仪。光纤光谱仪的主要功能是识别光谱和分析光谱，根据光纤光谱仪这个功能特点所搭建的一个光学结构，主要包括狭缝的入射光选择、光栅的复色光分解、CCD探测器的光电信号转换、出射光输出等几大部分。由于引入了光纤技术，光纤光谱仪基本可以告别传统通过样品池把样品光引入光谱仪内的方法，而选用具有低损耗特点的石英光纤将光信号传送到光谱仪内。光谱仪与光纤的接口通常为SMA905接口。光谱仪的入射狭缝决定了光谱仪的分辨率，通常入射狭缝越小的光谱仪，其分辨率精度越高。光信号进入光谱仪器的入射狭缝后光束经过准直镜，准直镜将光束准直，准直光照射到光栅中，常见的光栅有反射光栅和衍射光栅这两种；光栅将接收到的复色光分解成各个波长的单色光，经聚焦镜聚焦到CCD探测器上，由CCD阵列检测器将光信号转化为电信号传输到电脑上，再经相配套的软件在电脑上进行光谱的数据显示。其中，光谱仪的内部光学系统结构主要由准直模块、光栅模块、聚焦模块、CCD检测器模块这几个模块组成，其光学结构可以组成在手机大小左右的光学测试环境里，借助积分球、光学探头等其他光学元件来实现光谱的反射、透射、吸光度、色度等等光谱测试。光纤光谱仪所引入的光纤耦合效率高、功率损耗低，引入的检测器等结构避免了光栅移动的麻烦和噪声污染的产生。由光纤输送光信号避免了外界的电磁场等信号的干扰、环境的潮腐性干扰等，特别是CCD探测器的列阵式扫描，光栅可以固定不移动，而且扫描反应速度在1~10ms左右，这种微型化、集成化、智能化的高效快速测量大大地提高了光纤光谱仪在应用过程中的效率。光纤光谱仪设计原理十分精巧，利

简易测谎仪的设计与制作

摘 要

本文的内容是关于简易测谎仪的制作，其中涉及了一些基本的电子技术，包括制作电路板，制作稳压电源等基础的知识点，根据人一担说谎，心理上将有一定的变化，肾上腺素分泌增多，从而造成人的皮肤出汗，导致皮肤上的电阻降低的原理做成。虽不像高级的测谎仪能同时检测人的瞳孔放大，心跳率等数据，但能实现基本的测谎功能，对大多数人都能有效的检测其言辞的真假性，是一个便于携带，使用方便快捷，安全系数高的小电子产品。

关键词: 稳压电源；测谎仪；肾上腺素；瞳孔放大；心跳率 目录

第一章 设计方案的概述 ............................................................................................................................... 1

1.1设计宗旨 .................................................................................................................................................. 1

1.2设计目的和要求 .................................................................................................................................... 2

1.3设计思路 .................................................................................................................................................. 2

红外热成像仪基本原理介绍

原理综述：红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜及光机扫描系统（或者焦平面技术）

接受被测目标的红外辐射能量分布图形反应到红外探测器的光敏元件上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探

测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理，转换成标准视频信号通过电视

屏或监测器显示红外图像。

一、什么是红外

为了搞清楚红外热成像仪是如何成像的，我们有必要首先搞清楚什么是红外。那么什么

是红外呢？物理学对红外线的解释是：红外或称红外辐射，由物理学家郝歇尔于1800年首

先发现，其本质是波长为0.76um~1000um的电磁波，波长介于可见光和微波之间，其中波

长为0.76~3um的红外称为近红外，波长为3~40um称为中红外，波长40~1000微米的称为远红外。

二、为什么能用红外进行成像

在明白了什么是红外之后，我们也许会好奇另一个问题：既然红外是波长介于可见光和微波之间的电磁波，是一种无法用肉眼直视的电磁波，那么我们如何能利用它进行成像呢？

这要归因于红外的一个重要的物理性质——热效应。事实上，红外频率比较低，能量不高，

所以当红外照射物体时只能穿透原子分子的间隙，而不能穿透到原子、分子内部，由于红外

只能穿透到原子、分子的间隙，会使原子、分子的振动加快、间距拉大，即增加热运动能量，

从宏观上看，物质在融化，沸腾，气化，但物质的本质并没有发生改变，这就是红外的热效应。

三、如何利用红外热效应成像

既然我们可以利用红外的热效应进行成像，那么从技术上如何实现呢？这需要用到一种重要的红外传感器——热探测器。热探测器分为：温差电偶和温差电堆、测辐射热计、高莱

管、热电探测器。这里主要介绍热电探测器。热电探测器是利用居里点以下的热电晶体的自

发极化强度与温度有关的原理制成的器件。当热电晶体薄片吸收辐射产生温升时，在薄片极

化方向产生电荷变换为：DeltaT式中DeltaQ为电荷变化量，pT为温度T时

因为谎言本身，就是一个密室。

里面的尸体，是我们害怕的真相。

谎言是精心编织的外衣，识谎之术本身就有着无穷的魅力，在我国古代，判官通过听声察言作为识谎的手段帮助自己断案，这可以视为行为科学的一种模式，也是测谎技术最为原始的模式。

1895年4月，意大利法医、实证主义犯罪学派创始人龙勃罗梭（Cesare

Lombroso）把自己多年以来的想法在一起盗窃案件的调查里付诸了实践，他在审讯在犯罪嫌疑人、问及其与案情有关或者是否知情等问题的时候干了这么一件事情：

——用水压式的脉搏记录仪来测量、记录嫌疑犯的脉搏和血压变化

这应该是第一次真正意义上的“测谎”。

实际上从十九世纪开始，人们对测谎技术的研究就没停下来过：

1921年，美国加州伯克利警局的John Larson和Leonarde Keeler研制了第一台测谎仪。

1931年，紧张峰测试法（Peak of Tension,POT)被运用于测谎.

1939年，polygraph测谎仪被Keeler再次改良，加上了皮肤电整合制成可携带式的测谎仪

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到了电子计算机高速发展的时期，测谎技术也朝着电子化的方向发展，那些在测谎过程中采集到的各种生理指标可以直白的出现在屏幕上供给判断，其准确度也越来越高。

正是在这有限的发展时间段里，测谎技术出现了四种很有里程碑意义的测试法，而本文要科普的主角就是它们。

（一）测谎技术的一些理论基础

在介绍它们四位之前我们先要了解一下测谎技术的理论基础，即明确：

——测谎是用科学的方法揭破谎言、排除无辜。

这些理论基础主要有：

测谎技术的几种理论基础（From Moriarty K)

——恐惧假设

恐惧假设认为犯罪人在被测时会考虑到犯罪风险及犯罪带来的后果，于是他会产生恐惧情绪，这种恐惧情绪会影响人的植物神经系统[1]，从而引起生理指标上的异常。