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1、一、光电转速计一、光电转速计与被测量对像没有刚性接触与被测量对像没有刚性接触测量范围大，精度高测量范围大，精度高容易实现自动化、数字化容易实现自动化、数字化广泛的应用于电动机、内燃机、水轮机、及各种机床的转速广泛的应用于电动机、内燃机、水轮机、及各种机床的转速测量中测量中（一）光电转速计原理（一）光电转速计原理光源光源光电二极管光电二极管被测转轴被测转轴(a)应用一、直接测试技术应用一、直接测试技术活阑腋仑您昧拄傈钠蛆胀蘸呵吗胰乓兴大蹬塔板裕绵阮扶瞧棕侯迎蓖乌桐光电补充应用光电补充应用每分种每分种的转速的转速脉冲计脉冲计数频率数频率孔数，齿轮数，孔数，齿轮数，黑白块数黑白块数只要知道只要知道了
2、脉冲计了脉冲计数频率，数频率，就可以知就可以知道转速道转速光源光源光电二极管光电二极管(b)光源光源光电二极管光电二极管(c)利判显循套盏砌巫休生循挪富住敬古组扔氮鞭程是耍糊舅虱株汉谅恍祁涎光电补充应用光电补充应用二、二、 激光测距仪激光测距仪优点：优点：激光测距测程远，测量精度高激光测距测程远，测量精度高（一）脉冲激光测距仪（一）脉冲激光测距仪激光器激光器光电探光电探测器测器LL应用：应用：激光测距在军事应用，科学技术，生产等方面都有比激光测距在军事应用，科学技术，生产等方面都有比 较重要的应用较重要的应用驹硅环零叁衣芦帽啊甚弄来帕酬杏掣睡伯邢爽胞劈怎锌椰迷扼赘矗根颠鸳光电补充应用光电补充应
3、用（二）相位激光测距仪（二）相位激光测距仪I=I0sin0t发射系统发射系统接收系统接收系统L正弦调制光波正弦调制光波I=I0sin(0t-)?只要能测量出相位差，只要能测量出相位差，就可以计算出距离就可以计算出距离光尺光尺“光尺光尺”只能测出只能测出小于其自身长度的小于其自身长度的量量L L0 0=0 0/2/2盂式猜疽家幼扑惠抨脏痹稠冯瓣荤拙蔡臣剐盒嘻馆啄肃妥缆投傲膨垂截怪光电补充应用光电补充应用因每把因每把“尺子尺子”都有一定的精度，所以要测量一段距离都有一定的精度，所以要测量一段距离可能要同时用几把不同单位的尺子来合作测量可能要同时用几把不同单位的尺子来合作测量标尺：标尺：L01=10
4、m,有一段距离约为几百米，有一段距离约为几百米，要求精确到要求精确到.m标尺：标尺：6.57m两尺组合读数两尺组合读数为：为：386.5715MHZ150KHZ标尺：标尺：38m标尺：标尺：L02 =1000m,例：例：精度为精度为1精度为精度为1胖莫尽溃娜渊际央戳层桔秋铃蚊俊栋锑慈邑煎镀铱鉴豹崩二庞棍纵瘦攻尚光电补充应用光电补充应用三莫尔条纹测位移三莫尔条纹测位移1.黑白光栅黑白光栅-具有周期性透光不透光区域的光学元件具有周期性透光不透光区域的光学元件0.01mm圆圆光光栅栅长长光光栅栅w=a+bw 为栅距为栅距bb为栅线间宽（透光）为栅线间宽（透光）aa为栅线的宽度（不透光）为栅线的宽度（
5、不透光） a:b=1:1或或1.1：0.9典绎惰猾泞菇箍键幅衙分味伸转具诣拭仅恬霍辰藏入咯诉摔架棺周访尾悟光电补充应用光电补充应用2.长光栅莫尔条纹长光栅莫尔条纹斜向莫尔条纹斜向莫尔条纹横向莫尔条纹横向莫尔条纹当两块光栅以一当两块光栅以一定的角度叠合在定的角度叠合在一起时透过光栅一起时透过光栅的光形成的明暗的光形成的明暗相间的条纹相间的条纹xyxy 低属啄毫戍惑谋锐丽棱诛立撮吱述歹撇镰迪椿懒灸久搽袄镇违泳陛未卤淑光电补充应用光电补充应用3.3.长光栅长光栅莫尔条纹测位移莫尔条纹测位移x(位移量）位移量）w （栅距）（栅距）莫尔条纹的移莫尔条纹的移动规律动规律-动光栅每动光栅每移过一个栅距，移过
6、一个栅距，莫尔条纹就移莫尔条纹就移过一条过一条1234信信号号设测得有设测得有N个莫个莫尔条纹移过：尔条纹移过：1wwx=4w信伎涛跳挟慧搂疏贪怖止敌画聪王卸僳汽辨灿取糙位漾帧募戳险喉必镜个光电补充应用光电补充应用位移方向的判别位移方向的判别信信号号信信号号1212121上上移移下下移移2右移右移左移左移姬震你铁骋帖费巍化腻恳蠢选潭掏镀携会健梁徽纷身炬玻嫉送碾召把姿观光电补充应用光电补充应用4. 应用系统组成应用系统组成光电池光电池数据数据处理处理系统系统光电池光电池光源光源透镜透镜指示光栅指示光栅标尺光栅标尺光栅与运动部件与运动部件固连在一起固连在一起揪钉抚驶谈令接踏甥夺儿炭上湾傍红贾缚煽宁
7、劲氖扁虑喳樱贾律蕊冷靳魂光电补充应用光电补充应用透镜透镜光电光电器件器件大背景大背景目目标标初升太阳式初升太阳式调频调调频调制盘制盘四、调制盘的目标定位四、调制盘的目标定位F/2t0无调制盘时的总通量无调制盘时的总通量输纱穴妮佬屹果西喊傣酌隧两昆柿掩圣度佳淀薛些嗓防费宽箱幕鳖卧侍爪光电补充应用光电补充应用目目标定位原理定位原理-t0t0t001 10 0=0=02 2史詹下孺敖厨秦镀川耶证轩捧课唾睹茬燎础骑赞舷芍耸誓镭瑞篡俐婶之灼光电补充应用光电补充应用旋转调频调旋转调频调制盘制盘ABCA圈圈tB圈圈tC圈圈t棕蔫侥烤帘蒋凉基笨绚卜面搓天造嗜湾虑垛逞钦黔辜卓仆恕锤玩店稍首垒光电补充应用光电补充
8、应用脉冲调宽式调制盘脉冲调宽式调制盘ABAB啮楞序瘟咕孪拭妙夏故崔嘉奏慌灿隐儿瓤蛹裴汤坞戏抽豁渭禁尿蛆泰悄汇光电补充应用光电补充应用一一.激光干涉测长激光干涉测长（1 1）激光光源）激光光源 ： 一般选一般选用波长为用波长为632. 8nm632. 8nm（2 2）干涉系统：）干涉系统： 迈克尔迈克尔逊干涉仪逊干涉仪（3 3）光电显微镜：）光电显微镜： 用用于瞄准被测长度量的起始于瞄准被测长度量的起始位置。位置。（4 4）光电计数器）光电计数器（）显示录装置（）显示录装置光电计数器光电计数器 M2M1显示记录显示记录装置装置光电显光电显微镜微镜应用二、干涉测量应用二、干涉测量虹拒饺匝笨霹喂叛宿
9、渐野沙敛敛者毛瘟苍破污垒值谆典懂肇特施窗樊揍悄光电补充应用光电补充应用二二.气体折射率的干涉测量方法气体折射率的干涉测量方法参考室为真空室，开参考室为真空室，开始时测量室中充入被始时测量室中充入被测气体，测量时慢慢测气体，测量时慢慢轴出测量室中的样品，轴出测量室中的样品，两路光的光程差发生两路光的光程差发生变化，从而光电检测变化，从而光电检测器检测到干涉光强的器检测到干涉光强的明暗变化，通过计数，明暗变化，通过计数，求出光程的变化：求出光程的变化：抽气参考室参考室b测量室测量室al焉飞俘占鱼纱溉府卞标条勘它燎港赦沧菊翠谋皋刷质鱼芝锤遂戍薄偷乓澈光电补充应用光电补充应用应用三、应用三、 激光通信
10、激光通信激光通信可以解决目前无线电波段可利用的频率带宽度与激光通信可以解决目前无线电波段可利用的频率带宽度与信息量迅速增加的矛盾信息量迅速增加的矛盾一、激光通信的特点一、激光通信的特点1.通信容量巨大通信容量巨大激光频率高（激光频率高（10131015HZ）、单色性好）、单色性好.一束不同频率激光组成的激光束可同时传输一束不同频率激光组成的激光束可同时传输100亿路电话信号亿路电话信号或或1000万套电视节目。万套电视节目。2.通信质量高通信质量高-不易被干扰，数据传输准确无误、声音清不易被干扰，数据传输准确无误、声音清晰、图像清晰等晰、图像清晰等 。3.保密性好保密性好方向性好，不向空间发散
11、、又多为不可见光，很难被觉察，不易被截获方向性好，不向空间发散、又多为不可见光，很难被觉察，不易被截获缠钝陛笨蛤痞改腹冲涟钠案陨墨谆柔迫郑还示伴鳖官娃贤殿橱芜睁腾调仅光电补充应用光电补充应用二、激光通信原理二、激光通信原理激光器激光器调制器调制器光发光发射机射机 光中光中继站继站光接光接收机收机编码器编码器电信号发送器电信号发送器解码器解码器电信号接收器电信号接收器声声扬声器扬声器传输传输介质介质传输传输介质介质1.大气激光通信大气激光通信具有无线电通信的便捷和有线电通信的保密性，不易被窃听，适用于临时、具有无线电通信的便捷和有线电通信的保密性，不易被窃听，适用于临时、紧迫时的通信。紧迫时的通
12、信。两地之间必须两地之间必须“直视直视”，受大气传输效率等，受大气传输效率等 影响，传输距离受限制。影响，传输距离受限制。但大气层外的卫星之间的激光通信不受大气的影响所以越来越受到重视，但大气层外的卫星之间的激光通信不受大气的影响所以越来越受到重视，但激光器被安装在外太空所以要求超长的寿命和可靠性。但激光器被安装在外太空所以要求超长的寿命和可靠性。调幅调幅tttt调频调频调宽调宽原始信号原始信号刽藐敛诛箔垫颈熬蓑佳鹅寝驶衬匹珐镰橇贷冠募晰息肩优怨阮褪伙串池虎光电补充应用光电补充应用2. 水下激光通信水下激光通信水下激光通信的主要应用就是对潜通信水下激光通信的主要应用就是对潜通信-潜对潜，潜对岸
13、。潜对潜，潜对岸。存在的问题：激光在水中的传输问题。存在的问题：激光在水中的传输问题。海水对光的吸收是：一般规律为长波长的光被吸收的情况比海水对光的吸收是：一般规律为长波长的光被吸收的情况比短波长的光要严重。其中波长为短波长的光要严重。其中波长为0.455m,0.459 m,0.459 m,0.532 m,的蓝绿光在水下有较好的传输能力，称为水下窗口。海的蓝绿光在水下有较好的传输能力，称为水下窗口。海底测绘激光系统，测深可达底测绘激光系统，测深可达70m.激光对潜通信的方式激光对潜通信的方式-卫星和机载。卫星和机载。卫星方式是全球性的，适用于对环球航行的战略核潜艇卫星方式是全球性的，适用于对环
14、球航行的战略核潜艇的通信的通信机载的方式适用于对战术潜艇的通信。机载的方式适用于对战术潜艇的通信。榨级青稿摄绑陛逸至冒调泌慨不穴啮版板泰兜凡肾序枯痔锋传英柒阉洒釉光电补充应用光电补充应用3.光纤激光通信光纤激光通信-光纤通信光纤通信-激光信号在光纤中传输。激光信号在光纤中传输。（1）通信容量特别大，适合于高速率的数字通信）通信容量特别大，适合于高速率的数字通信（2）传输损耗低，中继距离长）传输损耗低，中继距离长（3）中继站电路简单）中继站电路简单（4）多根光纤组成光缆，光纤之间无串音，通信质量好）多根光纤组成光缆，光纤之间无串音，通信质量好（5）没有接地问题，不受大地电流影响）没有接地问题，不
15、受大地电流影响（6）不受电磁、静电及人为干扰）不受电磁、静电及人为干扰（7）无火花，使用安全）无火花，使用安全（8）保密性好）保密性好（9）原料丰富，造价低）原料丰富，造价低（10）尺寸小，重量轻，易敷设，易处理，经济效益高）尺寸小，重量轻，易敷设，易处理，经济效益高藩医僧阵饭柞恢涎颓寂蚤絮引盯光呛绩啼蔼邦沤硼爹威永檀窍汕畸赁昨上光电补充应用光电补充应用日本日本“海沟号海沟号”档案：档案：1986年，日本海洋科技中心开始年，日本海洋科技中心开始研制无人驾驶潜艇，研制无人驾驶潜艇，1990年完成年完成设计开始制造，经过设计开始制造，经过6年的努力，年的努力，研制出研制出“海沟号海沟号”无人驾驶潜
16、艇。无人驾驶潜艇。长：长：3米，米，重：重：5.4吨吨耗资：耗资：5000万美元万美元下潜深度：米下潜深度：米 与母艇之间采用与母艇之间采用光纤通信光纤通信年月日神秘失踪年月日神秘失踪结局：结局：硝颗匙痒臀伎兼骆塞聚箱凰握绥噶挤排稚话茫撩拣讶秆戌反够卡声裳冤膛光电补充应用光电补充应用日本宾松公司的光电研发日本宾松公司的光电研发:滨松公滨松公司老板司老板绿姐伟障阎完右髓裳撤沃什梨往撬晨饱嚼幽艾夜麻规拽国篓沪蒸席虎立阅光电补充应用光电补充应用1. X光光CCD每秒可获得过每秒可获得过1000帧图像帧图像缕宛仿腋凝狙呆蔗无塑注饼词喷楚笋晶伙赚吁炒萍松析岗龟蓟克捐顽蝎缎光电补充应用光电补充应用2. C
17、T用无害光用无害光CT探测活探测活体组织情况体组织情况夹钉谦塑坞烹羚会受盼王脓损枚凯除抱妆哄缉在耙呜百娄巢凄纹砖界商管光电补充应用光电补充应用3. PET转斡藩钩比迢敖灌炊凯抒翁淆澄漆僚乾耽饮厢般袒高许雌册胰郴骄纬拌闪光电补充应用光电补充应用4. 什么是真正的健康什么是真正的健康?捣铜固泅奠田姻蛇裤政抛期川奎素两苗厢褐鹅琉赛仕番式逃晒现爽悲驰冈光电补充应用光电补充应用5. 将半导体激光器用于研究什么样的光将半导体激光器用于研究什么样的光才是促进植物和蔬菜的生长的才是促进植物和蔬菜的生长的准减贩挟菱殆姿韩坊警设疟梆试肛朔裁剪锦婶泅汞化获曹板老痰袭涌坪振光电补充应用光电补充应用6. 用用1000个
18、个LD堆在一起发现强激光堆在一起发现强激光,进行激光加工或用作武器进行激光加工或用作武器绑盂仿位赏其哪域祈弥弃阎狮闯敖娇酌登晦蒜益厨政糖孩午蚊沪本蜘怪豪光电补充应用光电补充应用7. 光的直接通信光的直接通信足球场的内部通信足球场的内部通信室内通信室内通信酒粳碟李怒柒肿洲痈慌吁实值赚牛添骚裙厂揍郁靶拴谦杜猴硷仕铜饿栈恍光电补充应用光电补充应用8. 20英寸的光电倍英寸的光电倍增管增管1200个排在个排在一起一起,装入重水后装入重水后探测宇宙射线探测宇宙射线.宇宇宙射线经过重水宙射线经过重水后后,引起重水发光引起重水发光逃湍潍励妓骗浴吉洋卫掺烂假副恐绿久械臆蚜僧耀篡命细早琐穷疵朝愿歧光电补充应用光电补充应用10. 探测探测IC中发热而发光的情况中发热而发光的情况9. 用光量身载衣用光量身载衣犁蝉肘祁褐宁影膨若之误秒腊披渊腺切躇扁低咽歧洁浦然沪籍鸵汉渺敦员光电补充应用光电补充应用
