광전 검출 기술 상세 설명 (TWO)

광전 테스트 기술 소개
광전 검출 기술은 광전 정보 기술의 핵심 기술 중 하나로, 주로 광전 변환 기술, 광 정보 획득 및 측정 기술, 측정 정보의 광전 처리 기술을 포함합니다. 예를 들어, 광전 방식을 이용하여 다양한 물리 측정, 저조도 측정, 적외선 측정, 광 스캐닝, 광 추적 측정, 레이저 측정, 광섬유 측정, 이미지 측정 등을 구현할 수 있습니다.

광전 검출 기술은 광학 기술과 전자 기술을 결합하여 다양한 양을 측정하는 기술로, 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
1. 높은 정밀도. 광전 측정의 정확도는 모든 측정 기술 중에서 가장 높습니다. 예를 들어, 레이저 간섭계를 이용한 길이 측정의 정확도는 0.05μm/m에 달할 수 있으며, 격자 모아레 무늬법을 이용한 각도 측정 또한 가능합니다. 레이저 거리 측정법을 이용한 지구와 달 사이의 거리 측정 해상도는 1m에 이를 수 있습니다.
2. 고속 측정. 광전 측정은 빛을 매질로 사용하는데, 빛은 모든 물질 중에서 전파 속도가 가장 빠르며, 광학적 방법을 통해 정보를 획득하고 전송하는 데 있어 가장 빠른 방식임이 분명합니다.
3. 장거리, 넓은 범위. 빛은 무기 유도, 광전 추적, 텔레비전 원격 측정 등과 같은 원격 제어 및 원격 측정에 가장 편리한 매체입니다.
4. 비접촉 측정. 측정 대상에 작용하는 빛은 측정력이 없는 것으로 간주할 수 있으므로 마찰이 없어 동적 측정이 가능하며, 다양한 측정 방법 중 가장 효율적인 방법입니다.
5. 긴 수명. 이론적으로 빛 파장은 마모되지 않으므로, 재현성이 우수하기만 하면 영구적으로 사용할 수 있습니다.
6. 강력한 정보 처리 및 연산 능력을 바탕으로 복잡한 정보를 병렬로 처리할 수 있습니다. 또한 광전 방식은 정보 제어 및 저장이 용이하고 자동화 구현이 간편하며 컴퓨터와의 연결 및 단독 구현이 용이합니다.
광전식 검사 기술은 현대 과학, 국가 현대화 및 국민 생활에 필수적인 신기술이며, 기계, 빛, 전기 및 컴퓨터를 결합한 새로운 기술로서 가장 잠재력이 큰 정보 기술 중 하나입니다.
셋째, 광전 검출 시스템의 구성 및 특성
검사 대상의 복잡성과 다양성 때문에 검출 시스템의 구조는 동일하지 않습니다. 일반적인 전자 검출 시스템은 센서, 신호 조절기 및 출력 링크의 세 부분으로 구성됩니다.
센서는 측정 대상과 검출 시스템 사이의 인터페이스에 있는 신호 변환기입니다. 측정 대상에서 측정 정보를 직접 추출하고, 변화를 감지하여 측정하기 쉬운 전기적 매개변수로 변환합니다.
센서에서 감지되는 신호는 일반적으로 전기 신호입니다. 이러한 신호는 출력 요구 사항을 직접 충족할 수 없으므로 추가적인 변환, 처리 및 분석이 필요합니다. 즉, 신호 조정 회로를 통해 표준 전기 신호로 변환하여 출력 링크로 출력해야 합니다.
검출 시스템의 출력 목적 및 형태에 따라 출력 연결은 주로 표시 및 기록 장치, 데이터 통신 인터페이스 및 제어 장치로 구성됩니다.
센서의 신호 컨디셔닝 회로는 센서의 종류와 출력 신호 요구 사항에 따라 결정됩니다. 센서마다 출력 신호가 다릅니다. 에너지 제어 센서의 출력은 전기적 파라미터의 변화이며, 이는 브리지 회로를 통해 전압 변화로 변환되어야 합니다. 브리지 회로의 전압 신호 출력은 작지만 공통 모드 전압이 크기 때문에 계측 증폭기를 사용하여 증폭해야 합니다. 에너지 변환 센서에서 출력되는 전압 및 전류 신호에는 일반적으로 큰 잡음 신호가 포함되어 있습니다. 따라서 유용한 신호를 추출하고 불필요한 잡음 신호를 제거하기 위해 필터 회로가 필요합니다. 또한 일반적인 에너지 센서에서 출력되는 전압 신호의 진폭이 매우 작기 때문에 계측 증폭기를 사용하여 증폭할 수 있습니다.
전자 시스템의 캐리어 주파수와 비교했을 때, 광전 시스템의 캐리어 주파수는 수백 배 증가합니다. 이러한 주파수 변화는 광전 시스템의 구현 방식에 질적인 변화를 가져오고 기능 면에서도 비약적인 발전을 이루게 합니다. 특히 캐리어 용량, 각도 분해능, 거리 분해능, 분광 분해능이 크게 향상되어 채널링, 레이더, 통신, 정밀 유도, 항법, 측정 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다. 이러한 분야에 적용되는 광전 시스템의 구체적인 형태는 다양하지만, 송신기, 광 채널, 광 수신기로 구성된 공통적인 특징을 가지고 있습니다.
광전 시스템은 일반적으로 능동형과 수동형의 두 가지 범주로 나뉩니다. 능동형 광전 시스템에서 광 송신기는 주로 광원(예: 레이저)과 변조기로 구성됩니다. 수동형 광전 시스템에서 광 송신기는 측정 대상 물체에서 방출되는 열 복사를 이용합니다. 광 채널과 광 수신기는 두 시스템 모두 동일합니다. 여기서 광 채널은 주로 대기, 우주, 수중 및 광섬유를 의미합니다. 광 수신기는 입사된 광 신호를 수집하고 이를 처리하여 광 캐리어의 정보를 복구하는 데 사용되며, 세 가지 기본 모듈로 구성됩니다.
광전 변환은 일반적으로 평면 거울, 광학 슬릿, 렌즈, 원뿔 프리즘, 편광판, 파장판, 코드판, 회절 격자, 변조기, 광학 영상 시스템, 광학 간섭 시스템 등 다양한 광학 부품 및 광학 시스템을 통해 이루어지며, 측정 대상 신호를 광학 파라미터(진폭, 주파수, 위상, 편광 상태, 전파 방향 변화 등)로 변환합니다. 광전 변환은 광전 검출 장치, 광전 카메라 장치, 광전 열 장치 등 다양한 광전 변환 장치를 통해 구현됩니다.