光电检测电路的设计及实验研究

2014-04-08蒋玉峰

黑龙江科学 2014年11期

蒋玉峰

（黑龙江农垦科技职业学院，哈尔滨 150431）

光电检测技术是目前光学与电子技术相互结合之后而产生的一门新的检测技术，它主要是利用电子技术对光学信息进行相应的检测，与此同时还进行传递、存储、控制等。它是将光电快速地与电子信息处理相结合。我国的半导体工业正在逐渐的发展当中，而且研究光电器件的光电电子技术也有了很大程度上的进步，也取得了一些成效，此背景下，出现了许多新型的光电探测器件，光导纤维技术也随之出现，它的出现为光电检测技术的提高提供了一个新的方法，也进一步扩大了检测领域。

1 光电检测的主要特点

1.1 检测精度高

光电检测的精度是目前我国已知的所有检测技术当中具有最高精度的一种检测技术。光电检测采用了光速检测手段，用光电检测去测量地球与月球之间的距离，其分辨率能够达到1m。

1.2 速度非常高

光电检测是以光作为媒介，而光速是目前各种物质传播当中最快的速度，因此用光学的方法获取信息传递信息都是最快的。

1.3 非接触测量

光电检测由于是采用了光照的原理，光照到被测量的物体上时，物体是没有什么测量力的，那也就是说没有什么摩擦，这样也做到了实时的动态测量，光电测量是所有测量方法中效率最高的一种。

1.4 具有超强的信息处理能力

利用光电检测可以有效控制信息，存储信息，易于实现自动化，便于和计算机相连接，比较容易实现智能化。

目前光电检测技术是现代化建设以及人们的生产生活所必不可缺的新技术之一，也是目前先进的将光、电、计算机结合的一项新的技术，它的潜力是非常大的，以后的信息技术，光电检测是不可缺少的，光电检测会占据非常重要的位置。

2 光电检测的重要性

2.1 实现了检测的自动化

大型企业要求检测自动化，而光电检测技术正是采用了先进的仪器和检测方法，它能够在零件加工过程中进行测量，测量行为是主动的，减少了工作量，节省了后期检测时间，间接提高了生产效率。

2.2 测量无接触

光电检测在进行测量的时候是没有接触物体的，没有力和力矩作用于被测物体，即使被测的物体具有很大的冲击力，但是物体对仪表的损害是没有的。由于没有机械运动的部分，所以所测量装置的寿命会得到延长，而且反映的速度非常快，准确程度非常高，对被测物没有形状、大小等要求，检测的距离可以非常远，这些都是其他检测没有办法做到的。

2.3 检测智能化

由于光电检测是运用了计算机技术，而计算机技术具有运算、逻辑、判断等能力。光电检测系统与计算机相结合之后，能够实现光电检测仪表自身完成不了的功能，能够使检测系统的测量精度以及性能得到非常明显的提高，能够对故障进行自我诊断，自动显示故障的位置，方便工作人员进行修理，缩短了检修时间。还能够使机器始终处于最佳工作状态，因此，我们也将光电检测称之为智能仪器。

3 光电检测电路的动态设计

光电检测所接收的信号都是随着时间的变化而变化的，像瞬变信号这种。但是，这种信号的质量一般都是非常弱的，它与平常缓慢变化的光信号电路的静态计算方法是不相同的，而且在分析与设计改变光电信号的时候，还要解决以下两点问题。一是要时时刻刻确定检测电路的工作状态，二是要使检测电路具备较宽的频率响应。

4 光电检测电路的静态设计

光电检测器件的主要作用是，将载有被测信息的光辐射能转变为电能，在不断实现变换中，完成新型传递。可将其比喻成沟通光学和电子系统的接口，因为它不仅是光路的元器件，还是电路的元器件，具有光学和电子学的双重属性。光学元件中是光信息接收仪器，电路元件又成为信息发生器。正是由于这种特殊的双重属性，使得光电检测在特殊情况下建立起光路和电路的联系，让两者相互沟通。为了更好地提高传输效率，光电检测器件要与被检测的辐射源相匹配，要和电子系统在特性参数上进行匹配，让每一个连接的器件都能始终保持最佳工作状态。

5 光电检测电路的设计

5.1 具备光电转换能力

光电检测技术是将光信号转变成为与当时环境相适应的电信号，转换成为光电检测的关键性的条件。所以说，光电转换能力的高低也会影响到整个光电检测系统的好坏。我们要求电路要具备较强的光电转换能力，这也是目前对光电检测电路的一项最基本的要求。目前所采用的都是利用光电灵敏度来表示光电转换能力的强弱，而在目前的光电检测当中，所希望的是给予的输入信号在条件允许的情况下是最好的信号传输系统，也就是说光电特征要特别的明显，这样就能够得到最大功率和电流的输出。