图书介绍
光电传感器应用技术 第2版pdf电子书版本下载
- 王庆有主编 著
- 出版社： 北京：机械工业出版社
- ISBN：9787111450511
- 出版时间：2014
- 标注页数：395页
- 文件大小：86MB
- 文件页数：408页
- 主题词：光电传感器－高等学校－教材
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图书目录
第1章 光电传感器技术基础 1
1.1 光辐射的度量 1
1.1.1 与辐射源有关的参数 2
1.1.2 与接收器有关的参数 4
1.1.3 辐射源的光谱辐射分布 6
1.1.4 量子流速率 7
1.2 物体热辐射 8
1.2.1 黑体辐射定律 8
1.2.2 辐射体的分类 10
1.3 辐射度量参数与光度量参数的关系 10
1.3.1 人眼的光视效率 11
1.3.2 人眼的光谱光视效能 11
1.3.3 两种辐射体光视效能的计算 14
1.4 半导体对光的吸收 15
1.4.1 光吸收的一般规律 15
1.4.2 半导体对光的吸收 15
1.5 光电效应 17
1.5.1 内光电效应 17
1.5.2 光电发射效应 21
思考题与习题1 22
第2章 光源 24
2.1 光源的分类 24
2.2 钨丝灯 26
2.2.1 钨丝白炽灯 26
2.2.2 卤钨灯 30
2.3 气体放电灯 31
2.3.1 气体放电 31
2.3.2 氙灯 33
2.4 金属蒸气灯 34
2.4.1 水银蒸气灯 34
2.4.2 钠灯 36
2.5 半导体发光二极管光源 36
2.5.1 发光二极管的发光机理 36
2.5.2 发光强度－电流特性 37
2.5.3 发光光谱和发光效率 38
2.6 激光光源 40
2.6.1 激光的产生机理 40
2.6.2 氦－氖激光器 42
2.6.3 半导体激光器 44
2.7 光电传感器应用系统中光源与照度的匹配 45
2.7.1 光源的选择 45
2.7.2 照度匹配 46
思考题与习题2 47
第3章 光电导器件 49
3.1 光敏电阻的原理与结构 49
3.1.1 光敏电阻的基本原理 49
3.1.2 光敏电阻的基本结构 49
3.1.3 典型光敏电阻 50
3.2 光敏电阻的基本特性 52
3.2.1 光电特性 52
3.2.2 伏安特性 53
3.2.3 温度特性 53
3.2.4 时间响应 54
3.2.5 噪声特性 56
3.2.6 光谱响应 57
3.3 光敏电阻的偏置电路 58
3.3.1 基本偏置电路 58
3.3.2 恒流电路 59
3.3.3 恒压电路 60
3.3.4 举例 60
3.4 光敏电阻的应用实例 62
3.4.1 照明灯的光电控制电路 62
3.4.2 火焰探测报警器 63
3.4.3 照相机电子快门 64
思考题与习题3 65
第4章 光生伏特器件 67
4.1 硅光敏二极管 67
4.1.1 硅光敏二极管的工作原理 67
4.1.2 光敏二极管的基本特性 68
4.2 其他类型的光生伏特器件 71
4.2.1 PIN型光敏二极管 71
4.2.2 雪崩光敏二极管 72
4.2.3 硅光电池 74
4.2.4 光敏晶体管 77
4.2.5 色敏光生伏特器件 81
4.2.6 光伏器件组合器件 83
4.2.7 光电位置敏感器件 88
4.3 光生伏特器件的偏置电路 92
4.3.1 反向偏置电路 92
4.3.2 零伏偏置电路 95
思考题与习题4 95
第5章 光电发射器件 97
5.1 光电发射阴极 97
5.1.1 光电发射阴极的主要参数 97
5.1.2 光电阴极材料 98
5.2 真空光电管与光电倍增管的工作原理 100
5.2.1 真空光电管的原理 100
5.2.2 光电倍增管的原理 100
5.3 光电倍增管的基本特性 102
5.3.1 灵敏度 102
5.3.2 电流放大倍数 103
5.3.3 暗电流 104
5.3.4 噪声 105
5.3.5 伏安特性 106
5.3.6 线性 107
5.3.7 疲劳与衰老 108
5.4 光电倍增管的供电电路 109
5.4.1 电阻链分压型供电电路 109
5.4.2 末级的并联电容 110
5.4.3 电源电压的稳定度 110
5.5 光电倍增管的典型应用 111
5.5.1 光谱探测领域的应用 112
5.5.2 时间分辨荧光免疫分析中的应用 113
思考题与习题5 115
第6章 红外与THz的探测 116
6.1 热辐射的一般规律 116
6.1.1 温度变化方程 116
6.1.2 热电器件的最小可探测功率 117
6.2 热敏电阻与热电堆 118
6.2.1 热敏电阻 118
6.2.2 热电偶探测器 122
6.2.3 热电堆探测器 124
6.2.4 热敏电阻的用途 124
6.2.5 典型热敏电阻简介 125
6.3 热释电器件 126
6.3.1 热释电器件的基本工作原理 126
6.3.2 热释电器件的电压灵敏度 130
6.3.3 热释电器件的噪声 130
6.3.4 响应时间 131
6.3.5 热释电探测器的阻抗特性 132
6.3.6 热释电器件的类型 132
6.3.7 典型热释电器件 134
6.4 红外与热辐射探测技术 135
6.5 太赫兹波的探测技术 136
6.5.1 太赫兹波脉冲探测 137
6.5.2 太赫兹连续波探测 139
6.5.3 太赫兹波单光子探测 140
思考题与习题6 142
第7章 图像扫描与图像显示技术 143
7.1 图像解析原理 143
7.1.1 图像的解析方法 143
7.1.2 图像传感器的基本技术参数 146
7.2 图像的显示与电视制式 147
7.2.1 CRT电视监视器及其扫描方式 147
7.2.2 电视制式 149
7.3 图像显示器的分类 150
7.3.1 阴极射线管显示器 150
7.3.2 液晶显示器 150
7.4 典型图像显示器 151
7.4.1 TFT-LCD器件 151
7.4.2 TFT-LCD图像显示器 152
7.4.3 LED图像显示器 153
思考题与习题7 154
第8章 CCD光电图像传感器 155
8.1 电荷存储 155
8.2 电荷耦合 157
8.3 CCD电极结构 158
8.3.1 三相CCD的电极结构 158
8.3.2 二相CCD 159
8.3.3 四相CCD 160
8.3.4 体沟道CCD 161
8.4 电荷的注入和检测 162
8.4.1 光注入 162
8.4.2 电注入 163
8.4.3 电荷的检测 164
8.5 典型线阵CCD图像传感器 164
8.5.1 单沟道线阵CCD图像传感器 165
8.5.2 双沟道线阵CCD图像传感器 170
8.5.3 线阵CCD类型与发展 175
8.6 典型面阵CCD图像传感器 175
8.6.1 概述 175
8.6.2 典型帧转移型面阵CCD器件 178
思考题与习题8 186
第9章 CMOS光电图像传感器 188
9.1 MOS与CMOS场效应晶体管 188
9.1.1 MOS场效应晶体管的基本结构 188
9.1.2 场效应晶体管的主要性能参数 189
9.2 CMOS图像传感器的原理与结构 193
9.2.1 CMOS图像传感器的组成 193
9.2.2 CMOS图像传感器的像敏单元结构 194
9.2.3 CMOS图像传感器的工作流程 197
9.2.4 CMOS图像传感器的辅助电路 198
9.3 CMOS图像传感器的特性参数 203
9.4 典型CMOS图像传感器 208
9.4.1 IBIS4 6600型CMOS图像传感器 208
9.4.2 IBIS5-B-1300型CMOS图像传感器 210
9.4.3 高速CMOS图像传感器 213
9.5 CMOS图像传感器的应用实例 215
9.5.1 IM28-SA型CMOS摄像机 216
9.5.2 MC1300高速CMOS摄像机 218
思考题与习题9 220
第10章 彩色图像传感器与彩色数码相机概述 221
10.1 彩色线阵CCD图像传感器 221
10.1.1 ILX522K器件 221
10.1.2 TCD2252D器件 223
10.2 彩色面阵CCD图像传感器 226
10.3 彩色面阵CCD摄像机概述 230
10.3.1 三管彩色面阵CCD摄像机 231
10.3.2 两管彩色面阵CCD摄像机 234
10.3.3 单管CCD彩色摄像机 235
10.4 彩色面阵CCD数码相机概述 239
10.5 彩色面阵CMOS数码相机概述 242
思考题与习题10 243
第11章 光电传感器输出信号的数据采集 245
11.1 光电传感器信号的二值化处理 245
11.1.1 单元光电信号的二值化处理 245
11.1.2 序列光电信号二值化处理 247
11.2 光电信号二值化数据采集 249
11.3 光电信号的量化处理与A/D数据采集 251
11.3.1 单元光电信号的量化处理 251
11.3.2 单元光电信号A/D数据采集 256
11.3.3 序列光电信号的量化处理 258
11.3.4 序列光电信号的A/D数据采集与计算机接口 261
11.4 面阵CCD的数据采集与计算机接口 264
11.4.1 基于PC总线的图像采集卡 265
11.4.2 典型图像数据采集卡 268
11.4.3 基于USB2.0的计算机接口 276
11.4.4 基于嵌入式系统的CCD图像数据采集 278
思考题与习题11 279
第12章 特种图像传感器 281
12.1 微光图像传感器 281
12.1.1 微光图像传感器的发展概况 281
12.1.2 微光电视摄像系统 283
12.1.3 微光电视摄像系统观察距离的估算 285
12.1.4 微光CCD摄像器件 287
12.2 红外CCD图像传感器 296
12.2.1 主动红外电视摄像系统 296
12.2.2 被动红外电视摄像系统 298
12.3 X射线CCD图像传感器 300
12.3.1 X射线像增强器 301
12.3.2 医用X射线电视CCD摄像系统 303
12.3.3 工业用X射线光电检测系统 304
思考题与习题12 305
第13章 光电传感器应用实例 306
13.1 光电传感器用于一维尺寸的测量 306
13.1.1 玻璃管内、外径尺寸测量控制仪器的技术要求 306
13.1.2 仪器的工作原理 306
13.1.3 线阵CCD的选择 307
13.1.4 光学系统设计 308
13.1.5 外径、壁厚的检测电路 310
13.1.6 微机数据采集接口 313
13.1.7 讨论 313
13.2 CCD的拼接技术在尺寸测量系统中的应用 313
13.2.1 CCD的机械拼接技术在尺寸测量中的应用 313
13.2.2 线阵CCD的光学拼接 315
13.3 线阵CCD传感器用于二维位置的测量 317
13.3.1 高精度二维位置测量系统 317
13.3.2 光学系统误差分析 319
13.4 CCD在BGA引脚三维尺寸测量中的应用 320
13.4.1 测量原理 320
13.4.2 数学模型 321
13.4.3 系统的标定 322
13.4.4 BGA芯片测量实验 323
13.5 CCD图像传感器用于平板位置的检测 324
13.5.1 平板位置检测的基本原理 324
13.5.2 平板位置检测系统 325
13.6 利用线阵CCD非接触测量材料变形量的方法 326
13.7 激光光斑的尺寸测量系统 329
13.7.1 激光光斑的尺寸测量原理 330
13.7.2 系统的总体设计 330
13.7.3 系统的基本组成及工作流程 331
13.7.4 系统硬件设计 332
13.7.5 系统软件设计 332
13.8 CCD图像传感器用于物体振动的非接触测量 333
13.8.1 工作原理 334
13.8.2 振动测量的硬件电路 335
13.8.3 软件设计 335
13.8.4 振动台测试实验结果 336
13.9 利用激光准直技术测量物体的直线度与同轴度 336
13.9.1 激光准直测量原理 336
13.9.2 不直度的测量 338
13.9.3 不同轴度的测量 338
13.10 光电信息变换技术在搜索、跟踪与制导中的应用 339
13.10.1 搜索仪与跟踪仪 339
13.10.2 激光制导 341
13.10.3 红外跟踪制导 342
13.11 CCD光电传感器用于ICP-AES光谱探测 345
13.11.1 ICP-AES探测器的基本原理 345
13.11.2 实验结果分析 347
13.12 扫描成像技术在表面质量检测中的应用 349
13.12.1 宽幅面物体表面质量的检测与分析 349
13.12.2 汽车制动钳内凹槽表面质量的检测 352
13.13 面阵CCD图像传感器用于钢板长宽尺寸测量系统 353
13.14 医用电子内窥镜系统 356
13.14.1 工作原理 356
13.14.2 系统的设计 357
13.14.3 CCD驱动、图像采集、编码电路 358
13.14.4 内窥镜视频驱动亮度控制系统的研制 359
13.14.5 电子内窥镜标准视频图像的畸变实时校正 360
13.14.6 基于PCI总线的内窥镜图像实时采集系统 360
13.14.7 电子内窥镜图像处理软件系统的设计 361
思考题与习题13 361
第14章 课程设计与毕业设计 362
14.1 辐度学和光度学物理量测量的波长问题 362
14.1.1 被测辐射体的光谱分布与探测器的光谱响应 362
14.1.2 辐射量的测量 363
14.1.3 光度学参数的测量 364
14.1.4 辐度学和光度学参数测量的精度影响因素 365
14.2 光功率测量方法与光功率计的设计 365
14.2.1 主要掌握的内容 365
14.2.2 光功率 365
14.2.3 光纤光功率的测量方法 366
14.2.4 光纤光功率计的设计 366
14.2.5 课程设计内容 367
14.3 照度测量方法与照度计的设计 368
14.3.1 主要内容 368
14.3.2 照度的概念 368
14.3.3 照度的测量方法 369
14.3.4 照度计的设计原则 369
14.3.5 照度计的设计内容 370
14.4 发光强度测量仪设计 370
14.4.1 发光强度 370
14.4.2 发光强度的测量方法 371
14.4.3 发光强度测量仪的设计内容 371
14.4.4 发光强度测量中应注意的问题 372
14.5 亮度测量方法与亮度计的设计 373
14.5.1 亮度的概念 373
14.5.2 亮度的测量方法 373
14.5.3 亮度计的设计原则 375
14.6 红外遥控开关的设计 376
14.6.1 设计思路 376
14.6.2 密码的编制方法 377
14.6.3 红外遥控多功能开关的技术要求 378
14.6.4 对器材的需求 379
14.6.5 密码光电遥控多功能开关的设计 379
14.6.6 典型红外遥控发射器 382
14.6.7 典型红外遥控接收器 384
14.6.8 译码与功能控制器 387
14.7 红外测温仪的设计 388
14.7.1 物体热辐射的概念 388
14.7.2 红外测温方法 389
14.7.3 红外测温仪的设计原则 390
14.7.4 红外测温仪的设计内容 390
参考文献 392