光電傳感器應(yīng)用技術(shù) 第2版 修訂版
定 價：69.8 元
叢書名：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材
- 作者：王慶有 主編
- 出版時間：2020/11/1
- ISBN：9787111663300
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP212
- 頁碼：428
- 紙張：
- 版次：
- 開本：16開
本書系統(tǒng)地介紹了各種光電傳感器的基本原理、特性、應(yīng)用與發(fā)展趨勢等。內(nèi)容圍繞單元與集成光電器件為主線展開，突出外特性與應(yīng)用問題，對光電成像，圖像、圖形等信息的檢取、檢測與分析等技術(shù)進行了詳細介紹。光電信息變換、光電信號的數(shù)據(jù)采集與計算機接口技術(shù)是本書的核心內(nèi)容，介紹光電技術(shù)新發(fā)展和新的應(yīng)用技術(shù)是本書的創(chuàng)新之處。
本書可作為光電信息科學(xué)與工程、測控技術(shù)與儀器、光學(xué)技術(shù)與儀器、測繪工程、光電檢測儀器、公安圖像技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、環(huán)境工程和機械電子工程等專業(yè)的本科生及研究生教材，也可作為光電技術(shù)領(lǐng)域科技人員的參考書。
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章光電傳感器技術(shù)基礎(chǔ)1
1.1光輻射的度量1
1.1.1與輻射源有關(guān)的參數(shù)2
1.1.2與接收器有關(guān)的參數(shù)5
1.1.3輻射源的光譜輻射分布6
1.1.4量子流速率7
1.2物體熱輻射8
1.2.1黑體輻射定律8
1.2.2輻射體的分類10
1.3輻度量參數(shù)與光度量參數(shù)的關(guān)系10
1.3.1人眼的光視效率11
1.3.2人眼的光譜光視效能11
1.3.3兩種輻射體光視效能的計算14
1.4半導(dǎo)體對光的吸收15
1.4.1光吸收的一般規(guī)律15
1.4.2半導(dǎo)體對光的吸收15
1.5光電效應(yīng)17
1.5.1內(nèi)光電效應(yīng)17
1.5.2光電發(fā)射效應(yīng)21
思考題與習(xí)題122
第2章光源24
2.1光源的分類24
2.2鎢絲燈26
2.2.1鎢絲白熾燈26
2.2.2鹵鎢燈30
2.3氣體放電燈31
2.3.1氣體放電31
2.3.2氙燈33
2.3.3汞燈34
2.3.4鈉燈35
2.4LED光源36
2.4.1LED的發(fā)光機理36
2.4.2LED的基本特性參數(shù)37
2.4.3發(fā)光光譜和發(fā)光效率38
2.4.4LED的驅(qū)動電路41
2.4.5LED的應(yīng)用42
2.5激光光源47
2.5.1氦氖激光器47
2.5.2半導(dǎo)體激光器49
2.6光電傳感器應(yīng)用系統(tǒng)中光源與照度
的匹配50
2.6.1光源的選擇50
2.6.2照度匹配51
思考題與習(xí)題252
第3章光電導(dǎo)器件54
3.1光敏電阻的原理與結(jié)構(gòu)54
3.1.1光敏電阻的基本原理54
3.1.2光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)54
3.1.3典型光敏電阻55
3.2光敏電阻的基本特性57
3.2.1光電特性57
3.2.2伏安特性58
3.2.3溫度特性58
3.2.4時間響應(yīng)59
3.2.5噪聲特性61
3.2.6光譜響應(yīng)62
3.3光敏電阻的偏置電路63
3.3.1基本偏置電路63
3.3.2恒流電路64
3.3.3恒壓電路65
3.3.4舉例65
3.4光敏電阻的應(yīng)用實例67
3.4.1照明燈的光電控制電路67
3.4.2火焰探測報警器68
3.4.3照相機電子快門69
思考題與習(xí)題370
第4章光伏器件72
4.1硅光電二極管72
4.1.1硅光電二極管的工作原理72
4.1.2光電二極管的基本特性73
4.2其他類型的光伏器件76
4.2.1PIN型光電二極管76
4.2.2雪崩光電二極管76
4.2.3硅光電池78
4.2.4光電晶體管81
4.2.5色敏光伏器件84
4.2.6光伏器件組合器件87
4.2.7光電位置敏感器件91
4.3光伏器件的偏置電路95
4.3.1反向偏置電路95
4.3.2零伏偏置電路98
思考題與習(xí)題498
第5章光電發(fā)射器件100
5.1光電發(fā)射陰極100
5.1.1光電發(fā)射陰極的主要參數(shù)100
5.1.2光電陰極材料101
5.2真空光電管與光電倍增管的工作
原理103
5.2.1真空光電管的原理103
5.2.2光電倍增管的原理103
5.3光電倍增管的基本特性105
5.3.1靈敏度105
5.3.2電流放大倍數(shù)106
5.3.3暗電流107
5.3.4噪聲108
5.3.5伏安特性109
5.3.6線性110
5.3.7疲勞與衰老111
5.4光電倍增管的供電電路112
5.4.1電阻分壓型供電電路112
5.4.2末級的并聯(lián)電容113
5.4.3電源電壓的穩(wěn)定度113
5.5光電倍增管的典型應(yīng)用114
5.5.1光譜探測領(lǐng)域的應(yīng)用115
5.5.2時間分辨熒光免疫分析中的
應(yīng)用116
思考題與習(xí)題5118
目錄光電傳感器應(yīng)用技術(shù)第3版第6章紅外與太赫茲波的探測119
6.1熱輻射的一般規(guī)律119
6.1.1溫度變化方程119
6.1.2熱電器件的最小可探測功率120
6.2熱敏電阻與熱電堆121
6.2.1熱敏電阻121
6.2.2熱電偶探測器125
6.2.3熱電堆探測器127
6.2.4熱敏電阻的用途127
6.2.5典型熱敏電阻簡介128
6.3熱釋電器件129
6.3.1熱釋電器件的基本工作原理129
6.3.2熱釋電器件的電壓靈敏度133
6.3.3熱釋電器件的噪聲133
6.3.4響應(yīng)時間135
6.3.5熱釋電探測器的阻抗特性135
6.3.6熱釋電器件的類型135
6.3.7典型熱釋電器件137
6.4紅外與熱輻射探測技術(shù)138
6.5太赫茲波的探測技術(shù)139
6.5.1太赫茲波脈沖探測140
6.5.2太赫茲連續(xù)波探測142
6.5.3太赫茲波單光子探測143
思考題與習(xí)題6145
第7章圖像掃描與圖像顯示技術(shù)146
7.1圖像解析原理146
7.1.1圖像的解析方法146
7.1.2圖像傳感器的基本技術(shù)參數(shù)149
7.2圖像的顯示與電視制式150
7.2.1CRT電視監(jiān)視器及其掃描
方式 150
7.2.2電視制式152
7.3圖像顯示器的分類153
7.3.1 陰極射線管顯示器153
7.3.2液晶顯示器153
7.4典型圖像顯示器154
7.4.1TFTLCD154
7.4.2TFTLED圖像顯示器155
7.4.3LED圖像顯示器156
思考題與習(xí)題7157
第8章CCD圖像傳感器158
8.1電荷存儲158
8.2電荷耦合160
8.3CCD電極結(jié)構(gòu)161
8.3.1三相CCD電極結(jié)構(gòu)161
8.3.2二相CCD162
8.3.3四相CCD163
8.3.4體溝道CCD164
8.4電荷的注入和檢測165
8.4.1光注入165
8.4.2電注入166
8.4.3電荷的檢測167
8.5典型線陣CCD圖像傳感器167
8.5.1單溝道線陣CCD圖像傳感器168
8.5.2雙溝道線陣CCD圖像傳感器173
8.5.3線陣CCD圖像傳感器的類型與
發(fā)展178
8.6典型面陣CCD圖像傳感器178
8.6.1概述178
8.6.2典型幀轉(zhuǎn)移型面陣CCD圖像傳
感器181
思考題與習(xí)題8189
第9章CMOS圖像傳感器191
9.1MOS與CMOS場效應(yīng)晶體管191
9.1.1MOS場效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)191
9.1.2場效應(yīng)晶體管的主要性能參數(shù)192
9.2CMOS圖像傳感器的原理與結(jié)構(gòu)196
9.2.1CMOS圖像傳感器的組成196
9.2.2CMOS圖像傳感器的像元結(jié)構(gòu)197
9.2.3CMOS圖像傳感器的工作流程200
9.2.4CMOS圖像傳感器的輔助電路201
9.3CMOS圖像傳感器的特性參數(shù)206
9.4典型的CMOS圖像傳感器211
9.4.1IBIS4 6600型CMOS圖像傳
感器211
9.4.2IBIS5B1300型CMOS圖像傳
感器213
9.4.3高速CMOS圖像傳感器216
9.5CMOS圖像傳感器的應(yīng)用實例218
9.5.1IM28SA型CMOS攝像機219
9.5.2MC1300型高速CMOS攝像機221
思考題與習(xí)題9223
第10章彩色圖像傳感器與彩色數(shù)
碼相機概述224
10.1彩色線陣CCD圖像傳感器224
10.1.1ILX522K224
10.1.2TCD2252D226
10.2彩色面陣CCD圖像傳感器229
10.3彩色面陣CCD攝像機概述233
10.3.1三管彩色面陣CCD攝像機234
10.3.2兩管彩色面陣CCD攝像機237
10.3.3單管彩色面陣CCD攝像機238
10.4彩色面陣CCD數(shù)碼相機概述242
10.5彩色面陣CMOS數(shù)碼相機概述245
思考題與習(xí)題10246
第11章光電傳感器輸出信號的數(shù)
據(jù)采集248
11.1光電傳感器信號的二值化處理248
11.1.1單元光電信號的二值化處理248
11.1.2序列光電信號的二值化處理250
11.2光電信號的二值化數(shù)據(jù)采集251
11.3光電信號的量化處理與A/D數(shù)據(jù)
采集253
11.3.1單元光電信號的量化處理253
11.3.2單元光電信號的A/D數(shù)據(jù)
采集258
11.3.3序列光電信號的量化處理260
11.3.4序列光電信號的A/D數(shù)據(jù)采
集與計算機接口263
11.4面陣CCD的數(shù)據(jù)采集與計算機
接口266
11.4.1基于PC總線的圖像采集卡267
11.4.2基于PCI總線的圖像采集卡270
11.4.3基于USB接口的圖像采集器278
11.4.4基于嵌入式系統(tǒng)的圖像采
集器281
11.4.5具有WiFi功能的圖像采集器283
思考題與習(xí)題11284
第12章特種圖像傳感器285
12.1微光CCD圖像傳感器285
12.1.1微光圖像傳感器的發(fā)展概況285
12.1.2微光電視攝像系統(tǒng)287
12.1.3微光電視攝像系統(tǒng)觀察距離
的估算289
12.1.4微光CCD攝像器件291
12.2紅外CCD圖像傳感器300
12.2.1主動紅外電視攝像系統(tǒng)300
12.2.2被動紅外電視攝像系統(tǒng)302
12.3X射線CCD圖像傳感器304
12.3.1X射線像增強器305
12.3.2醫(yī)用X射線電視CCD攝像
系統(tǒng)307
12.3.3工業(yè)用X射線光電檢測系統(tǒng)308
思考題與習(xí)題12309
第13章光電傳感器應(yīng)用實例310
13.1板材定長剪切系統(tǒng)310
13.2光電傳感器用于一維尺寸的測量312
13.2.1玻璃管內(nèi)、外徑，壁厚尺寸測量
控制儀器的技術(shù)要求312
13.2.2儀器的工作原理312
13.2.3線陣CCD的選擇313
13.2.4光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計314
13.2.5外徑、壁厚的檢測電路316
13.2.6微機數(shù)據(jù)采集接口318
13.2.7討論319
13.3CCD的拼接技術(shù)在尺寸測量系統(tǒng)
中的應(yīng)用319
13.3.1CCD的機械拼接技術(shù)在尺寸
測量中的應(yīng)用319
13.3.2線陣CCD的光學(xué)拼接321
13.4線陣CCD傳感器用于二維位置的
測量323
13.4.1高精度二維位置測量系統(tǒng)323
13.4.2光學(xué)系統(tǒng)誤差分析325
13.5CCD圖像傳感器用于平板位置
的檢測326
13.5.1平板位置檢測的基本原理326
13.5.2平板位置檢測系統(tǒng)326
13.6利用線陣CCD非接觸測量材料變形
量的方法328
13.7CCD圖像傳感器用于物體振動的
非接觸測量331
13.7.1工作原理331
13.7.2振動測量的硬件電路332
13.7.3軟件設(shè)計333
13.7.4振動臺測試實驗結(jié)果334
13.8CCD在BGA引腳三維尺寸測量中
的應(yīng)用334
13.8.1測量原理335
13.8.2數(shù)學(xué)模型335
13.8.3系統(tǒng)的標定336
13.8.4BGA芯片測量實驗337
13.9CCD光電傳感器用于ICPAES光
譜探測338
13.9.1ICPAES光譜儀的基本原理339
13.9.2實驗結(jié)果分析340
13.10掃描成像技術(shù)在表面質(zhì)量檢測
中的應(yīng)用343
13.10.1寬幅面物體表面質(zhì)量的檢測
與分析343
13.10.2汽車制動鉗內(nèi)凹槽表面質(zhì)量
的檢測345
13.11面陣CCD用于鋼板長寬尺寸測
量系統(tǒng)346
13.12圖像傳感器在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中
的應(yīng)用349
13.12.1工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)349
13.12.2醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng) 352
13.12.3偵察內(nèi)窺鏡系統(tǒng)356
13.13利用激光準直技術(shù)測量物體的直
線度與同軸度357
13.13.1激光準直測量原理357
13.13.2不直度的測量358
13.13.3不同軸度的測量359
13.14光電信息變換技術(shù)在搜索、跟蹤
與制導(dǎo)中的應(yīng)用360
13.14.1搜索儀與跟蹤儀360
13.14.2激光制導(dǎo)362
13.14.3紅外跟蹤制導(dǎo)363
13.15激光多普勒測速技術(shù)365
13.15.1多普勒測速原理366
13.15.2激光多普勒測速儀的組成367
13.15.3激光多普勒測速技術(shù)的應(yīng)用370
13.15.4多普勒全場測速技術(shù)371
思考題與習(xí)題13373
第14章課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計的
典型實例375
14.1原子發(fā)射光譜儀的課程設(shè)計375
14.1.1預(yù)備知識375
14.1.2課程設(shè)計的目的379
14.1.3課程設(shè)計的任務(wù)與要求379
14.1.4原子發(fā)射光譜課程設(shè)計
指導(dǎo)380
14.2LED發(fā)光角度特性測試的課程
設(shè)計384
14.2.1課程設(shè)計要求384
14.2.2課程設(shè)計基本內(nèi)容384
14.3紅外測溫儀的課程設(shè)計387
14.3.1物體熱輻射概念387
14.3.2紅外測溫方法388
14.3.3紅外測溫儀的設(shè)計原則389
14.3.4紅外測溫儀的設(shè)計內(nèi)容390
14.4紅外遙控開關(guān)的設(shè)計390
14.4.1設(shè)計思路390
14.4.2密碼的編制方法391
14.4.3多功能紅外遙控開關(guān)的技術(shù)
要求392
14.4.4對器材的需求393
14.4.5多功能紅外遙控開關(guān)的設(shè)計393
14.4.6典型紅外遙控發(fā)射器396
14.4.7典型紅外遙控接收器399
14.4.8譯碼與功能控制器401
14.5微型光纖光譜儀的畢業(yè)設(shè)計402
14.5.1設(shè)計要求403
14.5.2設(shè)計思路與內(nèi)容403
參考文獻411
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