Introduzione della tecnologia di test fotoelettrici
La tecnologia di rilevamento fotoelettrico è una delle principali tecnologie dell'informatica fotoelettrica, che comprende principalmente la tecnologia di conversione fotoelettrica, l'acquisizione ottica delle informazioni e la tecnologia di misurazione ottica delle informazioni, nonché la tecnologia di elaborazione fotoelettrica delle informazioni di misurazione. Il metodo fotoelettrico consente di ottenere una varietà di misurazioni fisiche, in condizioni di scarsa luminosità, a infrarossi, a scansione luminosa, a tracciamento luminoso, laser, in fibra ottica e di immagini.
La tecnologia di rilevamento fotoelettrico combina la tecnologia ottica e quella elettronica per misurare diverse grandezze, presentando le seguenti caratteristiche:
1. Alta precisione. L'accuratezza della misurazione fotoelettrica è la più elevata tra tutte le tecniche di misurazione. Ad esempio, la precisione della misurazione della lunghezza con interferometria laser può raggiungere 0,05 μm/m; la misurazione dell'angolo può essere ottenuta con il metodo delle frange moiré a reticolo. La risoluzione della misurazione della distanza tra la Terra e la Luna con il metodo di telemetria laser può raggiungere 1 m.
2. Alta velocità. La misurazione fotoelettrica utilizza la luce come mezzo, e la luce è la velocità di propagazione più elevata tra tutti i tipi di sostanze, ed è senza dubbio la più rapida per ottenere e trasmettere informazioni con metodi ottici.
3. Lunga distanza, ampia gittata. La luce è il mezzo più comodo per il controllo remoto e la telemetria, come la guida delle armi, il tracciamento fotoelettrico, la telemetria televisiva e così via.
4. Misurazione senza contatto. La luce sull'oggetto misurato può essere considerata come una forza di misurazione nulla, quindi non c'è attrito, è possibile ottenere una misurazione dinamica ed è il più efficiente tra i vari metodi di misurazione.
5. Lunga durata. In teoria, le onde luminose non si consumano mai; finché la riproducibilità è buona, possono essere utilizzate per sempre.
6. Grazie alle elevate capacità di elaborazione e calcolo delle informazioni, è possibile elaborare informazioni complesse in parallelo. Il metodo fotoelettrico è inoltre facile da controllare e memorizzare, da automatizzare, da collegare al computer e da realizzare.
La tecnologia dei test fotoelettrici è una nuova tecnologia indispensabile nella scienza moderna, nella modernizzazione nazionale e nella vita delle persone; è una nuova tecnologia che combina macchine, luce, elettricità e computer ed è una delle tecnologie informatiche più promettenti.
In terzo luogo, la composizione e le caratteristiche del sistema di rilevamento fotoelettrico
A causa della complessità e della diversità degli oggetti testati, la struttura del sistema di rilevamento non è la stessa. Un sistema di rilevamento elettronico generico è composto da tre parti: sensore, condizionatore di segnale e collegamento di uscita.
Il sensore è un convertitore di segnale all'interfaccia tra l'oggetto in esame e il sistema di rilevamento. Estrae direttamente le informazioni misurate dall'oggetto, ne rileva la variazione e le converte in parametri elettrici facili da misurare.
I segnali rilevati dai sensori sono generalmente segnali elettrici. Non possono soddisfare direttamente i requisiti di uscita, ma necessitano di ulteriore trasformazione, elaborazione e analisi, ovvero, attraverso il circuito di condizionamento del segnale, per convertirli in un segnale elettrico standard, da inviare al collegamento di uscita.
In base allo scopo e alla forma dell'output del sistema di rilevamento, il collegamento di output è principalmente un dispositivo di visualizzazione e registrazione, un'interfaccia di comunicazione dati e un dispositivo di controllo.
Il circuito di condizionamento del segnale del sensore è determinato dal tipo di sensore e dai requisiti del segnale di uscita. Sensori diversi hanno segnali di uscita diversi. L'uscita del sensore di controllo dell'energia è la variazione dei parametri elettrici, che deve essere convertita in una variazione di tensione da un circuito a ponte; il segnale di tensione in uscita dal circuito a ponte è piccolo, mentre la tensione di modo comune è elevata, e deve essere amplificata da un amplificatore per strumenti. I segnali di tensione e corrente in uscita dal sensore di conversione dell'energia contengono generalmente segnali di rumore di elevata intensità. È necessario un circuito di filtro per estrarre i segnali utili e filtrare i segnali di rumore inutili. Inoltre, l'ampiezza del segnale di tensione in uscita dal sensore di energia generico è molto bassa e può essere amplificata da un amplificatore per strumenti.
Rispetto alla portante del sistema elettronico, la frequenza della portante del sistema fotoelettrico aumenta di diversi ordini di grandezza. Questa variazione nell'ordine di frequenza comporta un cambiamento qualitativo nel metodo di realizzazione e un salto di qualità nella funzionalità del sistema fotoelettrico. Principalmente nella capacità della portante, la risoluzione angolare, la risoluzione di portata e la risoluzione spettrale risultano notevolmente migliorate, tanto da essere ampiamente utilizzate nei campi della trasmissione di segnali, radar, comunicazioni, guida di precisione, navigazione, misurazione e così via. Sebbene le forme specifiche del sistema fotoelettrico applicate a queste applicazioni siano diverse, presentano una caratteristica comune: la presenza di un trasmettitore, di un canale ottico e di un ricevitore ottico.
I sistemi fotoelettrici sono generalmente suddivisi in due categorie: attivi e passivi. Nel sistema fotoelettrico attivo, il trasmettitore ottico è composto principalmente da una sorgente luminosa (come un laser) e da un modulatore. In un sistema fotoelettrico passivo, il trasmettitore ottico emette radiazione termica dall'oggetto in esame. I canali ottici e i ricevitori ottici sono identici per entrambi. Il cosiddetto canale ottico si riferisce principalmente all'atmosfera, allo spazio, al mondo sottomarino e alla fibra ottica. Il ricevitore ottico viene utilizzato per raccogliere il segnale ottico incidente ed elaborarlo per recuperare le informazioni del vettore ottico, inclusi tre moduli di base.
La conversione fotoelettrica viene solitamente ottenuta attraverso una varietà di componenti e sistemi ottici, utilizzando specchi piani, fenditure ottiche, lenti, prismi conici, polarizzatori, piastre d'onda, piastre di codice, reticoli, modulatori, sistemi di imaging ottico, sistemi di interferenza ottica, ecc., per ottenere la conversione misurata in parametri ottici (ampiezza, frequenza, fase, stato di polarizzazione, variazioni di direzione di propagazione, ecc.). La conversione fotoelettrica viene realizzata da vari dispositivi di conversione fotoelettrica, come dispositivi di rilevamento fotoelettrico, dispositivi di telecamere fotoelettriche, dispositivi fotoelettrici termici e così via.
Data di pubblicazione: 20-lug-2023