光電計(jì)數(shù)器文獻(xiàn)綜述

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1、浙江師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述學(xué)院專業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師職稱合作導(dǎo)師職稱論文題目光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述：隨著精密電子技術(shù)的高速發(fā)展，社會需求的不斷提升，人們對電信號的測量精度要求越來越高。過去，大部分計(jì)數(shù)器均采用普通門電路或可編程邏輯器件PLD來作為信號處理系統(tǒng)的控制核心，這樣的結(jié)構(gòu)先天性就存在設(shè)計(jì)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、精度不高的弊端，發(fā)展進(jìn)入一定階段后就無法進(jìn)一步提高性能，難以滿足新的社會需求。當(dāng)前，隨著電子產(chǎn)品小型化、便捷化、高效化的新定位，對信號的處理的電子技術(shù)也提出了比過去更嚴(yán)格的要求，它必須要最大限度的滿足準(zhǔn)確、迅速、穩(wěn)定

2、、方便、實(shí)用的原則才能更好的推廣、運(yùn)用、適用于普遍的生產(chǎn)生活。傳感與檢測技術(shù)是一門知識面廣、綜合程度高、實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課程。它從傳感器的基本理論入手，著重講敘傳感器的結(jié)構(gòu)與感測原理，傳感器是一個(gè)二端口的裝置，不同的傳感器輸入-輸出特性不同，同一傳感器適應(yīng)不同的被測信號呈現(xiàn)的特性也有所不同。尤其當(dāng)被測信號為靜態(tài)信號時(shí)兩種狀態(tài)下，傳感器的輸入-輸出特性完全不同。感測技術(shù)在許多新知識里都有應(yīng)用，以信息的傳感、轉(zhuǎn)換、處理為核心，從基本物理概念入手，闡述熱工量、機(jī)械量、幾何量等參數(shù)的測量原理及方法。作為它的核心，單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理

3、器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。單片機(jī)比專用處理器最適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中

4、都會集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。光電式傳感器是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的一種傳感器。光電傳感器的功能主要有：檢測物體的有無，8檢測透明物體，檢測色標(biāo)，檢測顏色，檢測發(fā)光物體，檢測位移，激光傳感器，CCD視像傳感器，槽形開關(guān)等；檢測和測量的光柵及傳感器的功能主要有：測量物體的外形，糾偏，檢測微小的透明物體，測量位移等；安全光幕的功能主要有：對人的手指、手掌、手臂等身體各部位的2級和4級保護(hù)；溫度控制器的功能主要有：PID控制和自動演算，自診斷，自動調(diào)諧和自適應(yīng)等功能以及

5、三級軟件安全鎖。它是一種基礎(chǔ)測量儀器，到目前為止已有30多年的發(fā)展史。早期，設(shè)計(jì)師們追求的目標(biāo)主要是擴(kuò)展測量范圍，再加上提高測量精度、穩(wěn)定度等，這些也是人們衡量電子計(jì)算器的技術(shù)水平，決定電子計(jì)數(shù)器價(jià)格高低的主要依據(jù)。它是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象，可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩類。外光電效應(yīng)是指，在光線作用下物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的物理現(xiàn)象。光子是以量子化“粒子”的形式對可見光波段內(nèi)電磁波的描述。光子具有能量hv，h為普朗克常數(shù)，v為光頻。光子通量則相應(yīng)于光強(qiáng)。外光電效應(yīng)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程描述

6、：hv=1/2*mv0的平方式中m為電子質(zhì)量，v0為電子逸出速度。當(dāng)光子能量等于或大于逸出功時(shí)才能產(chǎn)生外光電效應(yīng)。因此每一種物體都有一個(gè)對應(yīng)于光電效應(yīng)的光頻閾值，稱為紅限頻率。對于紅限頻率以上的入射光，外生光電流與光強(qiáng)成正比。內(nèi)光電效應(yīng)又分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏打效應(yīng)兩類。光電導(dǎo)效應(yīng)是指，半導(dǎo)體材料在光照下禁帶中的電子受到能量不低于禁帶寬度的光子的激發(fā)而躍遷到導(dǎo)帶，從而增加電導(dǎo)率的現(xiàn)象。能量對應(yīng)于禁帶寬度的光子的波長稱光電導(dǎo)效應(yīng)的臨界波長。光生伏打效應(yīng)是指光線作用能使半導(dǎo)體材料產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象。光生伏打效應(yīng)又可分為勢壘效應(yīng)（結(jié)光電效

7、應(yīng)）和側(cè)向光電效應(yīng)。勢壘效應(yīng)的機(jī)理是在金屬和半導(dǎo)體的接觸區(qū)(或在PN結(jié))中，電子受光子的激發(fā)脫離勢壘（或禁帶）的束縛而產(chǎn)生電子空穴對，在阻擋層內(nèi)電場的作用下電子移向N區(qū)外側(cè)，空穴移向P區(qū)外側(cè)，形成光生電動勢。側(cè)向光電效應(yīng)是當(dāng)光電器件敏感面受光照不均勻時(shí)，受光激發(fā)而產(chǎn)生的電子空穴對的濃度也不均勻，電子向未被照射部分?jǐn)U散，引起光照部分帶正電、未被光照部分帶負(fù)電的一種現(xiàn)象。目前這些基本技術(shù)日臻完善，成熟。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)可以輕松地將電子計(jì)數(shù)器的測頻上限擴(kuò)展到微波頻段。通俗地講光電計(jì)數(shù)器實(shí)際上就是一種反應(yīng)敏捷，方便適用的計(jì)數(shù)裝置。它利用光電元件制做組

8、裝而成，其工作原理就是由紅外發(fā)光管發(fā)射出的紅外光線通過反射在光電元件（如光電管、光敏電阻）上，紅外光線每被反射一次，光電元件就改變一次工作狀態(tài)，這樣就可以通過放大器記錄下放射接受的次數(shù)，在實(shí)際