Fotoelektrik test teknolojisinin tanıtımı
Fotoelektrik algılama teknolojisi, fotoelektrik bilgi teknolojisinin temel teknolojilerinden biridir ve esas olarak fotoelektrik dönüştürme teknolojisi, optik bilgi edinme ve optik bilgi ölçme teknolojisi ile ölçüm bilgilerinin fotoelektrik işleme teknolojisini içerir. Örneğin, fotoelektrik yöntemle çeşitli fiziksel ölçümler, düşük ışıkta ölçüm, kızılötesi ölçüm, ışık tarama, ışık izleme ölçümü, lazer ölçümü, optik fiber ölçümü, görüntü ölçümü gerçekleştirilebilir.
Fotoelektrik algılama teknolojisi, çeşitli nicelikleri ölçmek için optik teknolojiyi ve elektronik teknolojiyi birleştirir ve aşağıdaki özelliklere sahiptir:
1. Yüksek hassasiyet. Fotoelektrik ölçümün doğruluğu, tüm ölçüm teknikleri arasında en yüksektir. Örneğin, lazer interferometrisi ile uzunluk ölçümünün doğruluğu 0,05 μm/m'ye ulaşabilir; ızgara moiré saçak yöntemiyle açı ölçümü gerçekleştirilebilir. Lazer menzil yöntemiyle dünya ile ay arasındaki mesafenin ölçüm çözünürlüğü 1 m'ye ulaşabilir.
2. Yüksek hız. Fotoelektrik ölçüm, ortam olarak ışığı kullanır ve ışık, tüm maddeler arasında en hızlı yayılma hızına sahip olduğundan, optik yöntemlerle bilgi edinmenin ve iletmenin şüphesiz en hızlı yoludur.
3. Uzun mesafe, geniş menzil. Işık, silah yönlendirme, fotoelektrik izleme, televizyon telemetrisi vb. gibi uzaktan kontrol ve telemetri için en uygun ortamdır.
4. Temassız ölçüm. Ölçülen nesne üzerindeki ışık, ölçüm kuvveti olarak kabul edilemez, bu nedenle sürtünme olmaz, dinamik ölçüm gerçekleştirilebilir ve çeşitli ölçüm yöntemleri arasında en verimli olanıdır.
5. Uzun ömür. Teorik olarak, ışık dalgaları asla yıpranmaz; tekrarlanabilirlik iyi yapıldığı sürece sonsuza kadar kullanılabilir.
6. Güçlü bilgi işleme ve hesaplama yetenekleriyle, karmaşık bilgiler paralel olarak işlenebilir. Fotoelektrik yöntem ayrıca, bilgilerin kontrol edilmesi ve depolanması, otomasyonun gerçekleştirilmesi, bilgisayara bağlanması ve uygulanması kolaydır.
Fotoelektrik test teknolojisi, modern bilimde, ulusal modernleşmede ve insanların yaşamında vazgeçilmez yeni bir teknolojidir; makine, ışık, elektrik ve bilgisayarı birleştiren yeni bir teknoloji olup, en büyük potansiyele sahip bilgi teknolojilerinden biridir.
Üçüncüsü, fotoelektrik algılama sisteminin bileşimi ve özellikleri.
Test edilen nesnelerin karmaşıklığı ve çeşitliliği nedeniyle, algılama sisteminin yapısı aynı değildir. Genel elektronik algılama sistemi üç bölümden oluşur: sensör, sinyal düzenleyici ve çıkış bağlantısı.
Sensör, test edilen nesne ile algılama sistemi arasındaki arayüzde bulunan bir sinyal dönüştürücüdür. Ölçülen nesneden ölçülen bilgiyi doğrudan alır, değişimini algılar ve ölçülmesi kolay elektriksel parametrelere dönüştürür.
Sensörler tarafından algılanan sinyaller genellikle elektriksel sinyallerdir. Bu sinyaller doğrudan çıkış gereksinimlerini karşılayamaz, daha fazla dönüştürme, işleme ve analiz gerektirir; yani sinyal şartlandırma devresi aracılığıyla standart bir elektriksel sinyale dönüştürülerek çıkış bağlantısına iletilir.
Algılama sisteminin çıktısının amacına ve biçimine göre, çıkış bağlantısı esas olarak görüntüleme ve kayıt cihazı, veri iletişim arayüzü ve kontrol cihazından oluşmaktadır.
Sensörün sinyal şartlandırma devresi, sensör tipine ve çıkış sinyali gereksinimlerine göre belirlenir. Farklı sensörlerin farklı çıkış sinyalleri vardır. Enerji kontrol sensörünün çıkışı, elektriksel parametrelerdeki değişimdir ve bu değişim bir köprü devresi ile voltaj değişimine dönüştürülmelidir. Köprü devresinin voltaj sinyali çıkışı küçüktür ve ortak mod voltajı büyüktür, bu nedenle bir enstrüman yükselticisi ile yükseltilmesi gerekir. Enerji dönüştürme sensörünün çıkışındaki voltaj ve akım sinyalleri genellikle büyük gürültü sinyalleri içerir. Faydalı sinyalleri ayıklamak ve işe yaramayan gürültü sinyallerini filtrelemek için bir filtre devresine ihtiyaç duyulur. Ayrıca, genel enerji sensörünün çıkışındaki voltaj sinyalinin genliği çok düşüktür ve bir enstrüman yükselticisi ile yükseltilebilir.
Elektronik sistem taşıyıcısına kıyasla, fotoelektrik sistem taşıyıcısının frekansı birkaç mertebe artırılmıştır. Frekans mertebesindeki bu değişiklik, fotoelektrik sistemin gerçekleştirme yönteminde niteliksel bir değişikliğe ve işlevinde niteliksel bir sıçramaya neden olur. Esas olarak taşıyıcı kapasitesinde kendini gösteren bu özellikler, açısal çözünürlük, menzil çözünürlüğü ve spektral çözünürlükte büyük iyileşmeler sağlar; bu nedenle kanal, radar, iletişim, hassas yönlendirme, navigasyon, ölçüm vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu alanlarda kullanılan fotoelektrik sistemlerin özel biçimleri farklı olsa da, hepsinin ortak bir özelliği vardır: verici, optik kanal ve optik alıcı bağlantısı.
Fotoelektrik sistemler genellikle iki kategoriye ayrılır: aktif ve pasif. Aktif fotoelektrik sistemde, optik verici esas olarak bir ışık kaynağı (örneğin lazer) ve bir modülatörden oluşur. Pasif fotoelektrik sistemde ise optik verici, test edilen nesneden termal radyasyon yayar. Optik kanallar ve optik alıcılar her ikisi için de aynıdır. Optik kanal olarak adlandırılanlar esas olarak atmosfer, uzay, su altı ve optik fiberi ifade eder. Optik alıcı, gelen optik sinyali toplamak ve optik taşıyıcının bilgilerini geri kazanmak için işlemek üzere kullanılır ve üç temel modül içerir.
Fotoelektrik dönüşüm genellikle düz aynalar, optik yarıklar, mercekler, konik prizmalar, polarizörler, dalga plakaları, kod plakaları, ızgaralar, modülatörler, optik görüntüleme sistemleri, optik girişim sistemleri vb. gibi çeşitli optik bileşenler ve optik sistemler kullanılarak, ölçülen değerlerin optik parametrelere (genlik, frekans, faz, polarizasyon durumu, yayılma yönü değişiklikleri vb.) dönüştürülmesiyle gerçekleştirilir. Fotoelektrik dönüşüm, fotoelektrik algılama cihazları, fotoelektrik kamera cihazları, fotoelektrik termal cihazlar vb. gibi çeşitli fotoelektrik dönüştürme cihazları ile gerçekleştirilir.
Yayın tarihi: 20 Temmuz 2023