一、系統(tǒng)介紹
光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號轉(zhuǎn)變成為電信號的器件，是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電物理量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。
光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠、精度高等特點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此應(yīng)用非常廣泛，涉及整個(gè)科學(xué)技術(shù)、國防、航空、航天、交通運(yùn)輸、能源、機(jī)械、石油、化工、輕工、紡織等工業(yè)部門和環(huán)境保護(hù)、生物醫(yī)學(xué)工程等和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要支柱技術(shù)之一。
我司始終致力于為國家培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的光電技術(shù)人才為己任，將我國光電事業(yè)發(fā)揚(yáng)光大為目標(biāo)。為更快實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我司將各類光電傳感器件的工作原理、特性參數(shù)測量和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，研發(fā)出了一套光電傳感器原理與應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)以提高學(xué)生動手動腦能力為出發(fā)點(diǎn)，采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的方法，多方位地展示廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的多種光電傳感器件，例如光敏電阻、光電二極管、PIN光電二極管、APD光電二極管、光電三極管、硅光電池、光電耦合器件、PSD、四象限、光電倍增管等，讓學(xué)生并了解并掌握每一種光電傳感器的工作原理、特性參數(shù)以及應(yīng)用領(lǐng)域，為畢業(yè)后就業(yè)或者創(chuàng)業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本系統(tǒng)規(guī)模適中，高配共設(shè)有10個(gè)工位（工位可增減），最多可同時(shí)容納20人，為高校師生解決了理論強(qiáng)、實(shí)踐弱以及實(shí)訓(xùn)困難的問題，深受高校師生的歡迎。
二、涉及專業(yè)及課程
光電信息科學(xué)與工程、光電子技術(shù)、測控技術(shù)與儀器、電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息工程、電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、光譜學(xué)、光電器件技術(shù)、單片機(jī)等。
三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
工位一、光電傳感器件組裝與測試工位A
1、搭建并測量光敏電阻特性參數(shù)；
2、搭建并測量光電二極管特性參數(shù)；
3、搭建并測量光電三極管特性參數(shù)；
4、搭建并測量光電池的偏置與基本特性參數(shù)；
5、搭建并測量雪崩光電二極管（APD）特性參數(shù)；
6、搭建并測量PIN光電二極管特性參數(shù)；
7、搭建并測量光電耦合器件特性參數(shù)；
工位二、光電傳感器件組裝與測試工位B
1、搭建并測量PSD位移傳感器特性參數(shù)；
2、搭建并測量四象限光電傳感特性參數(shù)；
3、熱敏器件與熱釋電探測器實(shí)驗(yàn)；
4、紫外線探測傳感器特性參數(shù)測量實(shí)驗(yàn)；
5、紫外線強(qiáng)度測量實(shí)驗(yàn)；
6、紫外線驗(yàn)鈔機(jī)原理實(shí)驗(yàn) ；
工位三、光電傳感器件實(shí)際應(yīng)用工位A
1、光敏電阻光控開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
2、光敏電阻光控?zé)粝到y(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
3、光電報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
4、硅光電池光照度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
5、音頻信號的光源調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
工位四、光電傳感器件實(shí)際應(yīng)用工位B
1、熱釋電報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
2、太陽能充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
3、太陽能節(jié)能臺燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
4、大功率LED驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
5、LED玩具系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
工位五、光電傳感器件實(shí)際應(yīng)用工位C
1、簡易光功率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
2、對射式、反射式光電耦合開關(guān)里程表系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
3、對射式、反射式光電轉(zhuǎn)速計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
4、光電測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
工位六、光電傳感器件實(shí)際應(yīng)用工位D
1、基于R、G、B的顏色識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
2、線陣CCD驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
3、紅外體溫計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
4、紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
工位七、光電傳感器件實(shí)際應(yīng)用工位E
1、PSD位移測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
2、四象限位置測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
3、數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
4、光電指紋識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)；
工位八、光電倍增管電流倍增特性參數(shù)測量工位
1、光電倍增管暗電流ID的測量；
2、陽極電流靈敏度SA的測量；
3、光電倍增管增益G與供電電源電壓的關(guān)系；
4、光電倍增管陽極輸出特性的測量；
5、陽極電流靈敏度SA與供電電壓之間的關(guān)系；
6、測量微弱輻射光信號的強(qiáng)度；
工位九、LED角度特性參數(shù)測試工位
1、測量LED正向電壓；
2、測量LED反向電壓；
3、測量LED的正、反向工作電流；
4、測量發(fā)光光源中心軸空間角；
5、測量發(fā)光光源的半發(fā)光強(qiáng)度的角度；
6、測量發(fā)光光源中心軸與機(jī)械軸的偏差角；
工位十、LED光譜特性的測量與光柵光譜儀實(shí)驗(yàn)工位
1、測試各種顏色LED的光譜分布；
2、測試LD半導(dǎo)體激光器的光譜分布；
3、測試其他光的光譜分布；
二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)（52單片機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)）
1、52單片機(jī)程序編寫實(shí)驗(yàn)；
2、52單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
3、基于52單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
四、系統(tǒng)參數(shù)
1、導(dǎo)軌長度：500mm；
2、數(shù)字電壓表：精度 四位半；量程 200mV，2V，20V，200V，2000V；
3、數(shù)字電流表：精度 四位半；量程 0.2mA，2mA，20mA，200mA；
4、數(shù)字照度計(jì)：自動更換量程；測量范圍 0.1～1.999×10３Lx；
5、光電二極管：暗電流 ID=±0.1uA；光電流 IL=±80uA；光譜范圍 400～1100nm；峰值響應(yīng) 880nm；最高工作電壓 30V；開關(guān)時(shí)間 50/50ns；
6、光電三極管：集電極-發(fā)射極電壓 30V；發(fā)射極-集電極電壓 5V；集電極電流 20mA；工作波長：400nm-1200nm，典型值860nm；
7、光敏電阻：暗電阻 1.0 MΩ；亮電阻 8～20 KΩ（10Lx）；
8、硅光電池：開路電壓小于500mV；短路電流小于18mA；輸出電流小于16.5mA；感光面積10X10mm；
9、PIN光電二極管：反向電壓40V；峰值波長920nm；開路電壓0.4V；短路電流85μA；
10、雪崩光電二極管（APD）：工作電壓100V~150V；峰值波長660nm；
11、太陽能電池板：光敏面積70mm×110mm，5.5V/120mA；
12、一維PSD：光敏區(qū)1mm*8mm；光譜響應(yīng)范圍300-1100nm；Ev=1000LX 2856K 時(shí)，開路電壓為0.3V，短路電流為55μA；PSD調(diào)整架：位移范圍13mm；位移精度0.01mm；
13、光電耦合器：型號：4N35；隔離電壓：5300V ；輸入電流：10mA；輸出電壓：30V；工作溫度范圍：-55°C ~ +100°C；最大正向電流 If：60mA；最大正向電壓Vf ：1.5V；電壓Vceo:30V；電壓Vf 典型值:1.3V；最大輸出電壓:30V；最小擊穿電壓:30V；電流傳遞率(CTR) 最小值:100%;
14、UVM-30A紫外線探測傳感器參數(shù)：①尺寸：長9mm X寬9mm X高10mm；②工作電壓：DC 3-5V；③輸出電壓：DC 0-1V（線性度好）；④測試精度：±1UV INDEX；⑤工作電流：典型值 0.06mA；最大值 0.1mA；⑥響應(yīng)波長：200nm-370nm；⑦工作溫度：-20℃~+85℃；⑧工作穩(wěn)定性：年漂移率<5%；⑨電器參數(shù)：輸入電壓 AC220V，50Hz； 功耗 200W；
15、熱釋電報(bào)警器設(shè)計(jì)組件：熱釋電傳感器：靈敏元面積：2.0×1.0mm2，基片材料：硅，基片厚度：0.5mm，工作波長：5-14μm，工作電壓：2.2-15V，工作電流：8.5-24μA，平均透過率＞75%；報(bào)警指示：蜂鳴器；
16、紅外遙控設(shè)計(jì)組件：自定義遙控路數(shù)，LED指示&蜂鳴器指示；
17、四象限位置測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件：光源：650nm點(diǎn)狀半導(dǎo)體激光器帶準(zhǔn)直；四象限光電傳感器：3mm×3mm×4，開路電壓：0.3V，短路電流：9uA，光譜范圍：400nm-1100nm，峰值波長：940nm；四象限支架：6mm×6mm移動面積，分辨率：0.01mm；液晶（12864）顯示坐標(biāo)值；
18、顏色傳感器：光譜范圍：450nm-750nm，最大反向電壓30V；
19、紅外溫度傳感器：量程0-50°，波長8-14μm，精度1%，信號輸出：5V；
20、光電耦合開關(guān)里程表、轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)組件：反射式光電耦合器件：工作電流20mA，正向電壓：1.5V，轉(zhuǎn)速0-2400RPM；
21、光電測距傳感器：工作電壓：5V，測量距離：80cm；
22、數(shù)據(jù)采集及相關(guān)程序；
23、線陣CCD：型號TCD1206；像元個(gè)數(shù)：2160；像元尺寸：14μm×14μm×14μm；CPLD：工作電壓3.3V；
24、線陣CCD：型號TCD1304；像元個(gè)數(shù)：3400；像元尺寸：8μm×8μm×8μm；靈敏度（V/lxs）：160；動態(tài)范圍：300；
25、三基色LED：型號：3WRGB；電壓：紅光：2.0-2.5V；藍(lán)光：3.2-3.6V；綠光：3.2-3.6V；
電流：350mA；亮度：紅光：60-65LM ；藍(lán)光：30-35LM ；綠光：110-120LM；波長：紅光：620-625nm；藍(lán)光：460-465nm ；綠光：520-525nm；發(fā)光角度：120度；使用壽命：50000H；
26、指紋識別模塊：供電電壓：DC4.0V～6.0V；供電電流：工作電流：110mA（典型值）；峰值電流140mA；指紋圖像錄入時(shí)間：<0.3秒；窗口面積：15mm×9mm；匹配方式：比對方式（1:1）；搜索方式（1:N）；特征文件：256字節(jié)；模板文件：512字節(jié)；儲存容量：980枚指紋；認(rèn)假率（FAR）：<0.001%；拒真率（FRR）：<1.0%；搜索時(shí)間：<1.0秒（1:1000時(shí)，均值）；上位機(jī)接口：RS232（TTL邏輯電平）/USB1.1；通訊波特率（UART）：（9600×N）bps，其中N=1～12（默認(rèn)值N=6，即57600bps）；工作環(huán)境：溫度：-20℃～+40℃；相對濕度：40％RH－85％RH (無凝露)；
27、光電倍增管：光譜響應(yīng)范圍300nm~700nm；峰值波長420nm；最大輸出電流100μA；環(huán)境溫度范圍-40℃~+55℃；
28、半導(dǎo)體激光器：點(diǎn)狀，5mW，650nm，帶準(zhǔn)直；
29、光柵口徑32mmX32mm，閃耀波長750nm；
30、液晶LCD12864：邏輯或電源電壓：2.8V-5.0V；藍(lán)色背光：背光電壓3V；串行接口：一根數(shù)據(jù)線，一根時(shí)鐘線；不帶字庫：需要自己編輯外部字模數(shù)組；
31、液晶LCD1602：單排16針接口；8位雙向數(shù)據(jù)總線；可與8位單片機(jī)或控制器直接相連；管腳高電平為+5V；可顯示2行；每行16個(gè)字符；
32、3.5寸TFT帶觸摸液晶屏/9486：320X480點(diǎn)陣，模塊驅(qū)動芯片采用ILI9486，全視角面板，底板上帶有觸摸控制芯片和SD卡座；與主流STM32開發(fā)板LCD接口連接設(shè)計(jì)上，模塊接口設(shè)計(jì)了32PIN和34PIN，使得模塊更具備廣泛使用性：32PIN接口可完全兼容神舟STM32開發(fā)板，紅牛，火牛，金牛等主流開發(fā)板的LCD接口；34PIN接口可完全兼容正點(diǎn)原子ALIENTEK 的MINI STM32及戰(zhàn)艦STM32開發(fā)板LCD接口，可直接插在上面使用。
33、STC89C52
(1) 增強(qiáng)型6時(shí)鐘/機(jī)器周期，12時(shí)鐘/機(jī)器周期8051CPU；
(2) 工作電壓：5.5-3.4v(5v單片機(jī))和3.8-2.0v(3v單片機(jī))；
(3) 工作頻率范圍：0-40MHZ；
(4) 用戶應(yīng)用程序空間:4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)；
(5)片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM；
(6) 通用I/O(32/366個(gè))，復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）P0口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻；
(7)ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP(在應(yīng)用可編程)，無需專用編程器/仿真?？赏ㄟ^串口（P3.0/P3.1））直接下載用戶程序，8K程序3秒即可完成一片；
(8) EEPROMM功能；
(9)共有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用；
(10) 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，POWER?DOWN模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；
(11) 通用異步串行口還可以用定時(shí)軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART；
(12)工作溫度范圍：0-75℃/-40-+85℃；
27、STM32F103RBT6：32位處理器，內(nèi)置128KB的Flash、20K的RAM、12位AD、4個(gè)16位定時(shí)器、3路USART通訊口、2個(gè)IIC端口、2個(gè)SPI端口、1個(gè)CAN接口、一個(gè)USB全速接口、有80個(gè)快速I/O端口等多種資源，時(shí)鐘頻率最高可達(dá)72MHz，封裝：LQFP64。
五、系統(tǒng)配置
1、光電傳感器件參數(shù)測量系統(tǒng)組件 2套
2、紫外線參數(shù)測量組件及驗(yàn)鈔裝置 1套
3、光敏電阻光控開關(guān)&光控?zé)粝到y(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
4、光電報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
5、硅光電池光照度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
6、音頻信號的光源調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
7、熱釋電報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
8、太陽能充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
9、太陽能節(jié)能臺燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
10、大功率LED驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
11、LED玩具系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
12、簡易光功率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
13、光電耦合開關(guān)里程表&轉(zhuǎn)速計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
14、光電測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
15、基于R、G、B的顏色識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
16、線陣CCD驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
17、紅外體溫計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
18、紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
19、PSD位移測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
20、四象限位置測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
21、數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
22、光電指紋識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件 1套
23、液晶LCD12864 1塊
24、液晶LCD1602 1塊
25、3.5寸TFT帶觸摸液晶屏/9486 1塊
26、STC89C52系統(tǒng)組件 1套
27、STM32F103RBT6系統(tǒng)組件 1套
28、光電倍增管測量系統(tǒng)組件 1套
29、LED/LD發(fā)光角測量系統(tǒng)組件 1套
30、LED/LD發(fā)光光譜測量系統(tǒng)組件 1套
31、各色LED 若干
32、連接線 若干
33、650nm半導(dǎo)體激光器 1套
34、500mm長導(dǎo)軌 1根
35、200mV，2V，20V，200V，2000V數(shù)字電壓表 各1塊
36、0.2mA，2mA，20mA，200mA數(shù)字電流表 各1塊
37、數(shù)字照度計(jì) 1套
