Technologia detekcji fotoelektrycznej – szczegółowa część DWÓCH

Wprowadzenie technologii badań fotoelektrycznych
Technologia detekcji fotoelektrycznej jest jedną z głównych technologii fotoelektrycznej technologii informacyjnej, która obejmuje głównie technologię konwersji fotoelektrycznej, pozyskiwanie informacji optycznych i technologię pomiaru informacji optycznych oraz technologię fotoelektrycznego przetwarzania informacji pomiarowych. Takich jak metoda fotoelektryczna w celu uzyskania różnorodnych pomiarów fizycznych, słabego oświetlenia, pomiaru przy słabym oświetleniu, pomiaru w podczerwieni, skanowania światła, pomiaru śledzenia światła, pomiaru laserowego, pomiaru światłowodu, pomiaru obrazu.

Technologia detekcji fotoelektrycznej łączy technologię optyczną i technologię elektroniczną do pomiaru różnych wielkości, która ma następujące cechy:
1. Wysoka precyzja. Dokładność pomiaru fotoelektrycznego jest najwyższa spośród wszystkich technik pomiarowych. Na przykład dokładność pomiaru długości za pomocą interferometrii laserowej może osiągnąć 0,05 μm/m; Można uzyskać pomiar kąta za pomocą siatki z prążkami mory. Rozdzielczość pomiaru odległości między Ziemią a Księżycem metodą pomiaru odległości laserem może sięgać 1 m.
2. Wysoka prędkość. Pomiar fotoelektryczny wykorzystuje światło jako medium, a światło rozchodzi się z największą prędkością spośród wszystkich rodzajów substancji i niewątpliwie najszybciej pozwala uzyskać i przesłać informacje metodami optycznymi.
3. Duży dystans, duży zasięg. Światło jest najwygodniejszym medium do zdalnego sterowania i telemetrii, np. naprowadzania broni, śledzenia fotoelektrycznego, telemetrii telewizyjnej i tak dalej.
4. Pomiar bezdotykowy. Światło padające na mierzony obiekt można uznać za brak siły pomiarowej, zatem nie ma tarcia, można uzyskać pomiar dynamiczny i jest to najbardziej efektywna z różnych metod pomiarowych.
5. Długie życie. Teoretycznie fale świetlne nigdy się nie zużywają, o ile powtarzalność jest dobrze wykonana, można ich używać na zawsze.
6. Dzięki silnym możliwościom przetwarzania informacji i obliczeń złożone informacje mogą być przetwarzane równolegle. Metoda fotoelektryczna jest również łatwa do kontrolowania i przechowywania informacji, łatwa do zrealizowania w automatyzacji, łatwa do połączenia z komputerem i łatwa do zrealizowania.
Technologia badań fotoelektrycznych jest nową, niezbędną technologią we współczesnej nauce, modernizacji kraju i życiu ludzi, jest nową technologią łączącą maszynę, światło, elektryczność i komputer i jest jedną z najbardziej potencjalnych technologii informatycznych.
Po trzecie, skład i charakterystyka systemu detekcji fotoelektrycznej
Ze względu na złożoność i różnorodność badanych obiektów struktura systemu detekcji nie jest jednakowa. Ogólny elektroniczny system detekcji składa się z trzech części: czujnika, kondycjonera sygnału i łącza wyjściowego.
Czujnik jest przetwornikiem sygnału na styku badanego obiektu z systemem detekcyjnym. Bezpośrednio wydobywa zmierzone informacje z mierzonego obiektu, wyczuwa jego zmianę i przekształca je w parametry elektryczne, które są łatwe do zmierzenia.
Sygnały wykrywane przez czujniki są zazwyczaj sygnałami elektrycznymi. Nie może bezpośrednio spełniać wymagań wyjściowych, wymaga dalszej transformacji, przetwarzania i analizy, to znaczy poprzez obwód kondycjonowania sygnału w celu przekształcenia go w standardowy sygnał elektryczny, wyprowadzany do łącza wyjściowego.
W zależności od celu i formy wyjścia systemu detekcji łącze wyjściowe to głównie urządzenie wyświetlające i rejestrujące, interfejs transmisji danych i urządzenie sterujące.
Obwód kondycjonowania sygnału czujnika jest określony przez typ czujnika i wymagania dotyczące sygnału wyjściowego. Różne czujniki mają różne sygnały wyjściowe. Wyjściem czujnika kontroli energii jest zmiana parametrów elektrycznych, która musi zostać przekształcona w zmianę napięcia przez obwód mostkowy, a sygnał wyjściowy napięcia obwodu mostkowego jest mały, a napięcie w trybie wspólnym jest duże, co wymaga wzmacniany przez wzmacniacz instrumentalny. Sygnały napięciowe i prądowe wysyłane przez czujnik konwersji energii zazwyczaj zawierają duże sygnały szumowe. Aby wydobyć użyteczne sygnały i odfiltrować niepotrzebne sygnały szumu, potrzebny jest obwód filtrujący. Co więcej, amplituda sygnału napięciowego wyjściowego czujnika energii ogólnej jest bardzo mała i może zostać wzmocniona przez wzmacniacz przyrządowy.
W porównaniu z nośną układu elektronicznego częstotliwość nośnej układu fotoelektrycznego jest zwiększona o kilka rzędów wielkości. Ta zmiana kolejności częstotliwości powoduje, że system fotoelektryczny ma jakościową zmianę w sposobie realizacji i jakościowy skok w funkcji. Przejawia się to głównie w pojemności nośnej, rozdzielczości kątowej, rozdzielczości zasięgu i rozdzielczości widmowej, które są znacznie ulepszone, dlatego jest szeroko stosowany w dziedzinie kanałów, radarów, komunikacji, precyzyjnego prowadzenia, nawigacji, pomiarów i tak dalej. Chociaż specyficzne formy systemu fotoelektrycznego stosowane w tych przypadkach są różne, mają one wspólną cechę, to znaczy wszystkie mają połączenie nadajnika, kanału optycznego i odbiornika optycznego.
Systemy fotoelektryczne dzieli się zwykle na dwie kategorie: aktywne i pasywne. W aktywnym systemie fotoelektrycznym nadajnik optyczny składa się głównie ze źródła światła (takiego jak laser) i modulatora. W pasywnym układzie fotoelektrycznym nadajnik optyczny emituje promieniowanie cieplne z badanego obiektu. Kanały optyczne i odbiorniki optyczne są w obu przypadkach identyczne. Tak zwany kanał optyczny odnosi się głównie do atmosfery, przestrzeni, podwodnego i światłowodowego. Odbiornik optyczny służy do zbierania padającego sygnału optycznego i przetwarzania go w celu odzyskania informacji z nośnika optycznego, składającego się z trzech podstawowych modułów.
Konwersję fotoelektryczną zwykle osiąga się za pomocą różnych elementów optycznych i układów optycznych, wykorzystując płaskie zwierciadła, szczeliny optyczne, soczewki, pryzmaty stożkowe, polaryzatory, płytki falowe, płytki kodowe, siatki, modulatory, optyczne systemy obrazowania, optyczne systemy interferencyjne itp., aby uzyskać zmierzoną konwersję na parametry optyczne (amplitudę, częstotliwość, fazę, stan polaryzacji, zmiany kierunku propagacji itp.). Konwersja fotoelektryczna odbywa się za pomocą różnych urządzeń do konwersji fotoelektrycznej, takich jak fotoelektryczne urządzenia wykrywające, fotoelektryczne kamery, fotoelektryczne urządzenia termiczne i tak dalej.