Valosähköisen testaustekniikan esittely
Valosähköinen ilmaisutekniikka on yksi valosähköisen tietotekniikan pääteknologioista, ja se sisältää pääasiassa valosähköisen muunnostekniikan, optisen tiedonkeruun ja optisen tiedonmittaustekniikan sekä valosähköisen tiedonkäsittelytekniikan mittaustietojen tuottamiseen. Valosähköisiä menetelmiä käytetään monenlaisten fysikaalisten mittausten, kuten hämärämittausten, infrapunamittausten, valonskannauksen, valonseurantamittausten, lasermittausten, optisten kuitujen ja kuvanmittausten suorittamiseen.
Valosähköinen tunnistustekniikka yhdistää optisen ja elektronisen tekniikan erilaisten määrien mittaamiseen, jolla on seuraavat ominaisuudet:
1. Suuri tarkkuus. Valosähköisen mittauksen tarkkuus on korkein kaikista mittaustekniikoista. Esimerkiksi laserinterferometrialla tehtävän pituuden mittaustarkkuus voi olla 0,05 μm/m; kulmamittaus voidaan saavuttaa hila-moiré-reunusmenetelmällä. Maan ja kuun välisen etäisyyden mittauksen resoluutio laseretäisyysmenetelmällä voi olla 1 m.
2. Suuri nopeus. Valosähköisessä mittauksessa väliaineena käytetään valoa, ja valo etenee nopeimmin kaikenlaisten aineiden joukossa, ja se on epäilemättä nopein tapa saada ja siirtää tietoa optisilla menetelmillä.
3. Pitkä kantama, laaja kantama. Valo on kätevin väline kauko-ohjaukseen ja telemetriaan, kuten aseiden ohjaukseen, valosähköiseen seurantaan, televisiotelemetriaan ja niin edelleen.
4. Kosketukseton mittaus. Mitattavaan kohteeseen kohdistuvaa valoa ei voida pitää mittausvoimana, joten kitkaa ei ole, dynaaminen mittaus voidaan saavuttaa, ja se on tehokkain useista mittausmenetelmistä.
5. Pitkä käyttöikä. Teoriassa valoaallot eivät koskaan kulu, niin kauan kuin toistettavuus on tehty hyvin, sitä voidaan käyttää ikuisesti.
6. Vahvojen tiedonkäsittely- ja laskentaominaisuuksien ansiosta monimutkaista tietoa voidaan käsitellä rinnakkain. Valosähköinen menetelmä on myös helppo hallita ja tallentaa tietoa, helppo automatisoida, helppo liittää tietokoneeseen ja helppo toteuttaa.
Valosähköinen testaustekniikka on välttämätön uusi teknologia nykyaikaisessa tieteessä, kansallisessa modernisoinnissa ja ihmisten elämässä. Se on uusi teknologia, joka yhdistää koneen, valon, sähkön ja tietokoneen, ja se on yksi potentiaalisimmista tietotekniikoista.
Kolmanneksi, valosähköisen ilmaisujärjestelmän koostumus ja ominaisuudet
Testattavien kohteiden monimutkaisuuden ja monimuotoisuuden vuoksi ilmaisinjärjestelmän rakenne ei ole samanlainen. Yleinen elektroninen ilmaisinjärjestelmä koostuu kolmesta osasta: anturista, signaalimuuntimesta ja lähtölinkistä.
Anturi on signaalimuunnin testattavan kohteen ja ilmaisinjärjestelmän rajapinnassa. Se poimii mitatun tiedon suoraan mitatusta kohteesta, aistii sen muutoksen ja muuntaa sen helposti mitattavaksi sähköiseksi parametriksi.
Antureiden havaitsemat signaalit ovat yleensä sähköisiä signaaleja. Ne eivät voi suoraan täyttää lähtösignaalin vaatimuksia, vaan ne on muunnettava, käsiteltävä ja analysoitava edelleen. Signaalinmuokkauspiiri muuntaa ne standardiksi sähköiseksi signaaliksi ja syöttää ne lähtölinkille.
Tunnistusjärjestelmän lähtösignaalin tarkoituksen ja muodon mukaan lähtölinkki on pääasiassa näyttö- ja tallennuslaite, tiedonsiirtoliitäntä ja ohjauslaite.
Anturin signaalinmuokkauspiiri määräytyy anturin tyypin ja lähtösignaalille asetettujen vaatimusten mukaan. Eri antureilla on erilaiset lähtösignaalit. Energiansäätöanturin lähtö on sähköisten parametrien muutos, joka on muunnettava jännitemuutokseksi siltapiirin avulla. Siltapiirin lähtöjännitesignaali on pieni ja yhteismuotoinen jännite on suuri, mikä on vahvistettava instrumenttivahvistimella. Energianmuunnosanturin lähettämät jännite- ja virtasignaalit sisältävät yleensä suuria kohinasignaaleja. Suodatinpiiriä tarvitaan hyödyllisten signaalien erottamiseksi ja tarpeettomien kohinasignaalien suodattamiseksi. Lisäksi yleisen energiansäätöanturin lähettämän jännitesignaalin amplitudi on hyvin pieni, ja sitä voidaan vahvistaa instrumenttivahvistimella.
Verrattuna elektroniseen järjestelmäkantoaaltoon, valosähköisen järjestelmän kantoaallon taajuus on useita kertaluokkia suurempi. Tämä taajuusluokan muutos aiheuttaa valosähköisen järjestelmän toteutustavan laadullisen muutoksen ja toiminnan laadullisen harppauksen. Pääasiassa kantoaallon kapasiteetti, kulmaresoluutio, etäisyysresoluutio ja spektriresoluutio paranevat huomattavasti, joten sitä käytetään laajalti kanavien, tutkien, viestinnän, tarkkuusohjauksen, navigoinnin, mittausten ja niin edelleen aloilla. Vaikka näissä tapauksissa sovelletut valosähköisen järjestelmän erityismuodot ovat erilaisia, niillä on yhteinen piirre: niillä kaikilla on lähettimen, optisen kanavan ja optisen vastaanottimen yhteys.
Valosähköiset järjestelmät jaetaan yleensä kahteen luokkaan: aktiivisiin ja passiivisiin. Aktiivisessa valosähköisessä järjestelmässä optinen lähetin koostuu pääasiassa valonlähteestä (kuten laserista) ja modulaattorista. Passiivisessa valosähköisessä järjestelmässä optinen lähetin lähettää lämpösäteilyä testattavasta kohteesta. Optiset kanavat ja optiset vastaanottimet ovat molemmissa identtisiä. Niin sanottu optinen kanava viittaa pääasiassa ilmakehään, avaruuteen, vedenalaiseen ympäristöön ja optiseen kuituun. Optista vastaanotinta käytetään tulevan optisen signaalin keräämiseen ja sen käsittelyyn optisen kantoaallon tiedon palauttamiseksi, ja se sisältää kolme perusmoduulia.
Valosähköinen muunnos saavutetaan yleensä erilaisilla optisilla komponenteilla ja järjestelmillä, kuten litteillä peileillä, optisilla rakoilla, linsseillä, kartioprismoilla, polarisaattoreilla, aaltolevyillä, koodilevyillä, hila-elementeillä, modulaattoreilla, optisilla kuvantamisjärjestelmillä, optisilla interferenssijärjestelmillä jne., jotta mitattu muunnos optisiksi parametreiksi (amplitudi, taajuus, vaihe, polarisaatiotila, etenemissuunnan muutokset jne.) saadaan aikaan. Valosähköinen muunnos saavutetaan erilaisilla valosähköisillä muunnolaitteilla, kuten valosähköisillä ilmaisimilla, valosähköisillä kameroilla, valosähköisillä lämpölaitteilla ja niin edelleen.
Julkaisun aika: 20.7.2023