光电检测技术课程设计

《光电检测课程设计》题目名称激光三角法测位移学生姓名毛启盛专业测控技术与仪器学号*********指导教师王凌云光电工程学院2015年 12 月摘要本课程设计基于激光三角法原理对物体较小范围内的移动进行测量。

在长度、距离及三位形貌等的测试中有广泛应用。

通过激光三角法两个方案直射式和斜射式的特点，结合实验条件，选择最合适的方案进行测量。

本次测量最大的特点就是非接触式测距，实际中对非接触式测距一般很难知道物体到成像透镜的距离，可由成像透镜焦距以及激光光线和物体散射光线组成的三角形的边长计算出该距离。

通过定标，得出透镜上成像距离与物体像移动距离间的对应关系，用此标尺作为计算移动位移的标准。

移动物体采集光斑图像，用matlab软件对图像处理进行处理，计算像的移动距离，再根据几何关系推导出物体的实际移动距离。

在最后计算出该方案的标准不确定度，并对方案产生的误差进行分析，提出改进意见。

设计方案光路简单，方便快捷，受环境影响小而且测量精确度较高。

关键词：激光三角法；测距；定标；CCD；误差分析目录引言 (1)1. 设计任务 (1)2. 激光三角法测距基本原理 (1)3.方案论证和选择 (2)3.1 激光三角法测距现状 (2)3.2 测量方案 (2)3.3 方案比较与选择 (4)3.4 器件选择 (6)4. 方案验证步骤及数据记录 (6)4.1 方案验证步骤 (6)4.2 测量数据记录 (6)4.2.1 测量获得成像透镜焦距 (6)4.2.2 定标 (7)4.2.3 移动物体测量位移 (8)5. 测量数据处理 (8)5.1 各个距离测量值计算 (8)5.2 定标计算 (9)5.3 光斑位移量计算 (10)5.4夹角和物体实际移动位移计算 (11)6. 误差分析及方案评价 (12)6.1 相对误差和绝对误差计算 (12)6.2 误差分析 (12)6.3 设计方案评价 (13)7. 课题分析评价 (13)8. 课设总结 (14)参考文献 (14)附录1 实验器件清单 (15)附录2 实验光路图 (17)附录3 图像处理程序 (18)附录4 光斑图像处理后灰度图 (19)附录5 物体移动光斑图 (20)引言激光具有方向性好、单色性好、亮度高等特点，因此利用它们作为测距的发射源有很多优势，比如测量速度快、精度高、测距远等。

********光电系统设计与检测说明书电子照片（证件照）题目红外遥控设计系(部) ******专业(班级) ******姓名****学号20100411**指导教师******起止日期13年6月 3日6月15日长沙学院课程设计鉴定表10级光电检测课程设计任务书系(部):电子与通信工程系专业：光电指导教师: 刘莉孙利平谭志光谢志宇 2013-6-8摘要：很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?本文将介绍其原理和设计方法。

红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。

红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的，在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。

也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。

接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。

关键词：80c51单片机、红外发光二极管、晶振目录1、绪论 (7)2、红外遥控器 (8)2.1、基本原理及应用 (8)2.2、红外遥控发射部分 (9)2.3、红外遥控接收部分 (11)2.4、系统设计 (12)3、设计思路 (13)4、设计成果展示 (14)5、总结 (15)6、参考文献： (15)附录1： (16)1、绪论人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。

比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。

红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm 之间的近红外线来传送控制信号的。

发射部分的主要元件为红外发光二极管。

它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。

光电检测技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电检测技术的基本原理，理解光电效应、光电器件的工作机制及其在检测中的应用；2. 使学生了解不同类型的光电传感器及其特点，能根据实际需求选择合适的光电传感器；3. 引导学生掌握光电检测系统中的信号处理方法，了解相关检测电路的设计与实现。

技能目标：1. 培养学生运用光电检测技术解决实际问题的能力，能进行简单的光电检测系统设计；2. 提高学生动手实践能力，能正确操作光电传感器及相关检测设备，进行数据采集和处理；3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在小组合作中共同完成光电检测系统的设计与调试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对光电检测技术及其应用的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性；2. 增强学生的环保意识，了解光电检测技术在环保、节能等领域的重要作用；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到光电检测技术在国家经济发展和国防建设中的地位和作用。

课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，结合物理知识和实际应用，注重理论与实践相结合。

学生特点：高二学生在物理知识方面具备一定基础，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力，对新技术和新设备充满好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，提高学生的主动学习能力；注重实践操作，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。

通过本课程的学习，使学生能够将光电检测技术应用于实际生活和工作中，为我国光电产业的发展做出贡献。

二、教学内容1. 光电检测技术基本原理- 光电效应（光电导效应、光伏效应、光生伏特效应）- 光电器件（光敏二极管、光敏三极管、光电管、光电耦合器）2. 光电传感器及其应用- 不同类型的光电传感器（环境光传感器、位置传感器、转速传感器等）- 光电传感器的选型与应用3. 光电检测系统设计- 信号处理方法（模拟信号处理、数字信号处理）- 检测电路设计与实现（放大电路、滤波电路、信号转换电路等）4. 实践操作与案例分析- 光电传感器操作与调试- 光电检测系统设计实例分析- 小组项目：设计并实现一个简易的光电检测系统教学大纲安排：第一周：光电检测技术基本原理学习，了解光电器件的工作机制；第二周：学习光电传感器及其应用，进行光电传感器选型分析；第三周：学习光电检测系统设计，掌握信号处理方法和检测电路设计；第四周：实践操作与案例分析，小组项目设计与实施；第五周：项目展示与评价，总结课程学习成果。

光电技术教学大纲一、课程简介本课程旨在引导学生深入了解光和电的相互作用原理，掌握光电技术的基本原理和应用，培养学生的创新思维和实践能力。

二、教学目标1.理解光电效应及其应用；2.掌握光电检测与测量技术；3.学会运用光电技术解决工程实际问题；4.具备对光电故障进行诊断和维修的能力；5.培养创新思维和实践能力。

三、教学内容第一讲：光电效应及其应用1.光电效应的基本原理；2.光电效应在太阳能应用中的作用；3.光电效应在光电检测中的应用；4.光电效应在数字存储领域的应用。

第二讲：光电检测与测量技术1.光电传感器的种类和原理；2.光电传感器的检测与测量方法；3.光电解调技术；4.光纤传感技术。

第三讲：光电技术在工程实践中的应用1.光电技术在制造业中的应用；2.光电技术在医疗卫生领域中的应用；3.光电技术在交通运输中的应用；4.光电技术在军事领域中的应用。

第四讲：光电故障诊断与维修1.光电故障的分类和特点；2.光电故障的诊断和排除方法；3.光电故障的维修技术。

第五讲：光电技术的创新与实践1.光电技术的前沿发展；2.光电技术的实践应用；3.光电技术的创新思维；4.光电技术的创新应用实践。

四、教学方法1.理论讲授；2.实验学习；3.课程设计；4.职业技能培训。

五、考核要求1.日常考核：50分；2.实验考核：20分；3.课程设计：20分；4.考试：10分。

六、参考教材1.《光电技术基础》；2.《现代光电技术》；3.《光电测量技术》；4.《DigiTech-光电技术实践教程》。

七、教学资料1.课件资料；2.相关实验文档；3.操作手册及实验器材清单；4.自主学习资料。

八、教学进度本课程共分为五次教学，每次教学分别对应一讲内容，具体安排如下：1.第一讲：光电效应及其应用；2.第二讲：光电检测与测量技术；3.第三讲：光电技术在工程实践中的应用；4.第四讲：光电故障诊断与维修；5.第五讲：光电技术的创新与实践。

九、教学评价本课程采用科学、客观的测评方法进行应用，重视对学生的日常表现和课程实践能力的考查。

《光电探测技术》课程标准课程代码：学时：36 学分：2一、课程的地位与任务《光电探测技术》课程是光电制造与应用技术专业（五年一贯制）开设的一门2学分的专业拓展课程，针对光机电一体化设备中涉及的光检测和控制技术，讲述光的度量、光电检测器件工作原理及特性、光电导探测器、结型光电探测器、光电成像器件、光纤传感检测、光电信号检测电路。

通过本课程的学习，使学生掌握光机电一体化设备的测量与自动化技术及其应用等知识，开拓学生思维。

二、课程的主要内容和学时分配1.课程的主要内容光的度量、光电检测器件工作原理及特性、光电导探测器、结型光电探测器、光电成像器件、光纤传感检测、光电信号检测电路，基本光电元器件检测、识别、焊接、装配。

第1章光的度量1.1辐射度量1.2光度的基本物理量1.3光度量基本定律1.4照度计与亮度计第2章光电检测器件工作原理及特性2.1光电检测器件的物理基础2.2光电检测器件的特性参数2.3光电导探测器及应用3.1光电导探测器的工作原理3.2光敏电阻的结构及分类3.3光敏电阻的特性3.4光敏电阻的应用习题3.5结型光电探测器及应用1.1结型半导体光伏效应1.2光电池1.3光电二极管1.4光电三极管1.5光电开关与光电耦合器1.6光电位置探测器第5章光电成像器件及应用5.1ccd图像传感器5.2CmOS图像传感器第6章光纤传感检测技术及应用6.1光纤传感器的基础6.2光纤的光波调制技术6.3光纤传感器实例第7章光电信号检测电路6.1光电检测电路的设计要求6.2光电信号输入电路的静态计算6.3光电信号检测电路的动态计算6.4前置放大器7.5滤波器7.6光电信号主放大器8.学时分配1.本课程注重学生对光电检测器件的应用能力培养;2.采取理论教学和实验相结合的方式以增强课程学习的理实性；四、课程的实践环节安排实验一光敏电阻的应用实验二光电二极管的应用实验三光电位置探测器的应用实验四光纤传感器的应用实验五光电检测电路的单元电路设计五、推荐教材和主要参考书《光电探测技术与应用》作者：黄焰、肖彬、孙冬丽，华中科技大学出版社，出版时间：2016年六、考核方式及标准平时考核成绩占60%（出勤+作业+其它），期末考试（开卷）占40%。

光电仪器设计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握光电仪器设计的基本原理和方法，培养学生运用光电知识解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，学生将能够：1.了解光电仪器的基本原理和组成；2.掌握光电检测、信号处理和显示技术；3.学会光电仪器的设计方法和步骤；4.能够运用所学知识解决实际光电仪器设计问题。

同时，培养学生团队合作、创新意识和工程实践能力，提高学生对光电仪器的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括光电仪器的基本原理、光电检测技术、信号处理和显示技术、光电仪器的设计方法和步骤。

具体包括以下几个部分：1.光电仪器的基本原理：光的传播、光电效应、光的检测；2.光电检测技术：光电探测器、信号处理电路、显示技术；3.光电仪器的设计方法和步骤：设计原理、设计方法、设计实践；4.光电仪器案例分析：分析实际光电仪器的工作原理和设计方法。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

1.讲授法：通过讲解光电仪器的基本原理和设计方法，使学生掌握光电仪器的理论知识；2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作能力和创新意识；3.案例分析法：分析实际光电仪器的设计案例，使学生了解光电仪器的实际应用；4.实验法：进行光电仪器的设计和实验，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《光电仪器设计》作为主教材，系统介绍光电仪器的理论知识；2.参考书：推荐《光电检测技术》、《信号处理与显示》等参考书，供学生深入学习；3.多媒体资料：制作光电仪器设计的PPT、视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解光电仪器的原理和设计方法；4.实验设备：准备光电仪器设计所需的实验设备和器材，进行实际操作和实验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以保证评估的客观性和公正性，全面反映学生的学习成果。

光电信息课程设计一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

1.知识目标：学生需要掌握光电信息的基本概念、原理和应用，了解光电技术的发展趋势。

2.技能目标：学生能够运用光电信息知识解决实际问题，提高动手能力和创新能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对光电技术的兴趣和热情，增强民族自豪感，树立正确的科学观。

二、教学内容本章节的教学内容分为五个部分：光电信息的基本概念、光电元件、光电检测技术、光电信息技术应用、光电技术的发展趋势。

1.光电信息的基本概念：光的传播、光电效应、光的波动性等。

2.光电元件：光电探测器、光电开关、光电二极管等。

3.光电检测技术：光电信号的放大、滤波、线性拟合等。

4.光电信息技术应用：光纤通信、光电显示、光电存储等。

5.光电技术的发展趋势：集成光学、量子光学、生物光学等。

三、教学方法本章节的教学方法采用多种手段，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：教师讲解光电信息的基本概念、原理和应用。

2.讨论法：学生分组讨论光电技术在生活中的应用，分享心得体会。

3.案例分析法：分析具体的光电项目，让学生了解光电技术在实际中的应用。

4.实验法：学生动手进行光电实验，巩固理论知识。

四、教学资源本章节的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的光电信息知识。

2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生拓展知识面。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等，增强课堂教学的趣味性。

4.实验设备：购置先进的实验设备，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本章节的教学评估主要包括平时表现、作业、考试等评估方式，以全面、客观、公正地反映学生的学习成果。

1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，鼓励学生积极发言。

2.作业：布置适量的作业，检查学生对知识的掌握程度，提高学生的动手能力。

3.考试：定期进行光电信息课程考试，检验学生对知识的系统掌握。

光电检测技术课程设计流水线光电计数器的设计仪器科学与工程学院组长：组员：目录1引言 (2)2 设计内容及要求 (2)2.1基本内容 (2)2．2提高要求 (2)3 光电计数器的系统设计 (3)3.1系统硬件设计 (3)3.1．1各模块组成 (4)3.1.2系统总电路图 (7)3.2软件程序设计 (8)4结束语 (11)参考文献 (11)流水线光电计数器的设计摘要：本系统采用的是以单片机AT89C52为核心的自动计数器。

将红外发光管与光电接收管相对放置，每当物体通过一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，输入至单片机AT89C52的P3.2口，通过软件控制并以LED加以显示，便可以实现对物体的计数统计。

本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数，并且采用LED数码管显示，可适用于诸多行业。

关键词：自动计数器，计数触发，光电式传感器The design of photoelectric counterKey words：automatic counters, counting trigger, photoelectric sensor1 引言21世纪是信息时代，获取信息，处理信息，运用信息。

传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。

在啤酒、汽水和罐头等灌装生产线上，常常需要对随传送带传送到包装处的成品瓶进行自动计数，以便统计产量或为计算机管理系统提供数据。

而数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。

数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。

本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。

光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。

它的理论基础是光电效应。

这类效应大致可分为三类。

第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。

文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持光电检测原理与技术课程设计光电准直系统一、引言准直系统是利用光学自准原理，利用小角度测量或可转化位小角度测量的一种常用技术测试仪器。

所谓光电准直系统就是光学准直系统与光电技术结合的产物。

它具有测量精度高的优点，在精密，超精密定位方面有重要的作用。

小角度测量有多种方法，本实验主要采用平面反射镜的光学杠杆原理，在探测光斑移动时使用CCD来经行图像的采集。

关键字：光学杠杆光学准直系统望远镜系统照明系统CCD二、基本原理：（一）光学准直系统的基本原理这部分系统，通常是由光源，位于物镜焦平面上的分划板和物镜三部分组成，望远镜实际上是准直装置的你应用，它是将入射的平行光在其焦平面上，然后再用目镜直接观察光斑的变化。

图 2.1 准直系统原理图2.2 望远镜系统工作原理一个准直管和一个望远镜组合，两个装置的光轴在一条直线上，我们将看到从发光点 F 发出的光线通过准直管的物镜变为平行于主光轴的光束，进入望远镜的物镜之后在汇聚到F点；同样发自焦平面上另一点F1的光线射出准直管后变成方向平行与光轴的光束，它在进入望远镜后汇聚于其焦平面的F1 点。

因此，线位移之比等于两系统焦距之比。

由于平行光束成像的位置位移的由他的方向所确定，而不受平行光束在进入透镜前所走过的距离的影响，所以与发光点 F 及F1相关的像F及F的位置不依赖于准直管和望远镜之间的距离。

在准直管的前面放置一个全反射镜，准直管发出的平行光束再由它本身来接受，就相当与集准直管与望远镜一体，这就是准直的原理。

将一个刻度线的图像以平行光束（准直光）的形式投射到反射镜上，该反射镜将其光束反射回准直系统。

如果反射镜与光轴垂直则光束将返回其自身。

如果反射镜倾斜一个角度a,则其反射光将于2a反射回来。

根据反射光的倾斜程度，自准图像将会以更大的角度发生位移。

通过测量自准直图像在X轴丫轴上的唯一可以测量得反射镜的角度变化。

光电检测技术与系统第二版课程设计概述本课程设计旨在通过实践项目，深入了解光电检测技术和系统，并应用所学知识解决实际问题。

本设计将涵盖以下主题：•光电检测的概念和原理•光电检测中常用的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析•光电检测系统的设计和实现本设计将分为两个部分：•第一部分：理论研究和实验演示。

•第二部分：实际项目研究和应用案例。

第一部分第一部分分为两个模块：第一模块（理论研究）本模块的目标是深入了解光电检测技术和系统的理论。

学生将学习以下重点内容：•光电检测的基本概念和原理•光电检测中常见的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法第二模块（实验演示）本模块的目标是让学生通过实验演示深入了解光电检测技术和系统的使用。

学生将学习以下内容：•如何选择和使用适当的光电检测传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已学习的理论知识和实验演示，制作一份光电检测技术的课程报告，该报告的目标是让学生在光电检测技术和系统方面的理解更加深刻。

第二部分第二部分分为两个模块：第一模块（实际项目研究）本模块的目标是让学生通过研究具体的实际项目，深入了解光电检测技术和系统在实际应用中的使用。

学生将研究以下内容：•光电检测技术在现实生活中的应用案例•光电检测技术在现实生活中面临的挑战和问题•光电检测技术的未来发展趋势第二模块（应用案例）本模块的目标是让学生通过应用案例研究，了解光电检测技术和系统在实际情况中的应用。

学生将学习以下内容：•光电检测技术在实际应用中的优势和不足•光电检测技术在不同行业中的应用案例•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已经学到的知识和调查结果，制作一份光电检测技术的应用案例报告，该报告的目标是让学生对光电检测技术在实际应用中有更为深刻的了解。

总结通过本课程设计，学生将学到光电检测技术和系统的基本概念和原理，掌握光电检测中常见的器件和传感器，学会光电检测信号的处理和分析方法，了解光电检测系统的设计和实现方法。