光電檢測技術(高職高專電子製造類專業規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳文明 著

圖書標籤:

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040309782

商品編碼：29595402484

包裝：平裝

齣版時間：2010-12-01

基本信息

書名：光電檢測技術(高職高專電子製造類專業規劃教材)

定價：14.00元

作者：吳文明

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2010-12-01

ISBN：9787040309782

字數：180000

頁碼：109

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.922kg

編輯推薦

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吳文明主編的《光電檢測技術》是高職高專電子製造類專業規劃教材。教材係統介紹瞭光電檢測技術的基本概念，各類光電器件的工作原理、特性和典型應用等。全書共分6章，主要內容包括：光的度量、發光器件、光電導探測器的應用、結型光電探測器的應用、光電倍增管的應用及光電成像器件的應用。為瞭幫助學生和教師掌握知識點，每章都編寫瞭習題。

內容提要

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吳文明主編的《光電檢測技術》係統介紹瞭光電檢測技術的基本概念，各類光電器件的工作原理、特性和典型應用等。主要內容包括：光的度量、發光器件、光電導探測器的應用、結型光電探測器的應用、光電倍增管的應用及光電成像器件的應用。《光電檢測技術》包含較多的光電檢測技術應用項目，可以用於項目製教學。《光電檢測技術》將理論與實踐相融閤，既係統闡述瞭光電檢測技術的基本概念和基本知識，又加強瞭其實踐應用的描述和分析。《光電檢測技術》可作為高職高專院校、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院光電子專業、檢測技術及應用等相關專業的教學用書，並可作為社會從業人士的業務參考書及培訓用書。

目錄

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章 光的度量 1.1 輻射度量 1.2 光度的基本物理量 1.3 光度量基本定律 1.4 照度計與亮度計 1.4.1 照度計 1.4.2 亮度計 習題第2章 發光器件 2.1 發光二極管 2.1.1 發光二極管的發光機理 2.1.2 發光二極管的結構與分類 2.1.3 發光二極管的特性 2.1.4 白光LED 2.1.5 發光二極管的簡單檢測 2.1.6 發光二極管的應用 2.2 激光器 2.2.1 激光工作原理 2.2.2 激光器的結構 2.2.3 激光的特性 2.2.4 激光的應用 習題第3章 光電導探測器的應用 3.1 光電導探測器的工作原理 3.2 光敏電阻的結構及分類 3.2.1 光敏電阻的結構 3.2.2 光敏電阻的分類 3.3 光敏電阻的特性 3.3.1 光敏電阻特性的測試電路 3.3.2 光敏電阻的光電特性 3.3.3 光敏電阻的光譜特性 3.3.4 光敏電阻的頻率特性 3.3.5 光敏電阻的伏安特性 3.3.6 光敏電阻的前曆效應 3.4 光敏電阻的應用 3.4.1 光敏電阻應用的注意事項 3.4.2 光敏電阻應用實例 習題第4章 結型光電探測器的應用 4.1 結型半導體光伏效應 4.1.1 半導體PN結 4.1.2 光照下的半導體PN結——光伏效應 4.2 光電池 4.2.1 光電池的結構與原理 4.2.2 光電池的特性 4.2.3 光電池在太陽能利用中的應用 4.2.4 光電池在光電檢測中的應用 4.3 光電二極管 4.3.1 光電二極管的結構與原理 4.3.2 光電二極管的特性 4.3.3 光電二極管的簡易檢測 4.3.4 光電二極管在光電檢測與控製中的應用 4.4 光電三極管 4.4.1 光電三極管的結構與工作原理 4.4.2 光電三極管的特性 4.4.3 光電三極管的簡易檢測 4.4.4 光電三極管的應用 4.5 光電開關與光電耦閤器 4.5.1 光電開關 4.5.2 光電耦閤器 4.6 光電位置探測器 4.6.1 象限探測器 4.6.2 PSD位置探測器 習題第5章 光電倍增管的應用 5.1 光電倍增管的工作原理 5.1.1 光電發射效應 5.1.2 光電倍增管的工作原理 5.1.3 光電信增管的組成 5.2 光電倍增管的主要參量與特性 5.3 光電倍增管的應用 5.3.1 光電倍增管供電電路 5.3.2 光電倍增管供電電路的高壓穩壓源 5.3.3 光電倍增管信號的放大 5.3.4 光電倍增管使用注意事項 5.3.5 光電倍增管的應用實例 習題第6章 光電成像器件的應用 6.1 CCD圖像傳感器 6.1.1 CCD的結構與工作原理 6.1.2 CCD的特性 6.1.3 CCD圖像傳感器的類型及形式 6.1.4 CCD圖像傳感器的應用 6.2 CMOS圖像傳感器 6.3 變像管與像增強管 6.3.1 變像管 6.3.2 圖像增強管 習題參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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光電檢測技術（高職高專電子製造類專業規劃教材）—— 內容梗概 本書旨在為高職高專電子製造類專業的學生提供一套全麵、係統、深入的光電檢測技術基礎知識和實踐技能。本書緊密結閤當前電子製造行業對光電檢測技術的需求，內容涵蓋瞭光電檢測的基本原理、常用器件、典型應用以及相關的係統設計與調試。全書結構清晰，邏輯嚴謹，理論與實踐相結閤，力求使讀者在掌握光電檢測核心概念的同時，能夠獨立完成基本的工程實踐任務。 第一章 光電檢測技術概述 本章首先從宏觀角度介紹瞭光電檢測技術在現代工業中的重要地位和廣泛應用。通過列舉汽車製造、半導體生産、醫療儀器、環境保護等多個領域的實例，使讀者初步瞭解光電檢測技術是如何實現對各種物理量和化學量的精確測量與控製的。隨後，重點闡述瞭光電檢測技術的基本工作原理，即利用光與物質的相互作用，將待測參數的變化轉化為光信號的變化，再通過光電探測器將光信號轉換為電信號，最終實現對信息的獲取和處理。本章還梳理瞭光電檢測技術的發展曆程和未來趨勢，為讀者構建瞭初步的知識框架。 第二章 光源與照明技術 光源是光電檢測係統的“眼睛”，其選擇和性能直接影響到整個係統的精度和可靠性。本章詳細介紹瞭各種常用的發光器件，包括： 白熾燈： 講解其發光原理、光譜特性、優缺點及其在某些特定場閤的應用。 氣體放電燈： 重點介紹熒光燈、節能燈（CFL）、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等，闡述其工作原理、發光效率、光譜分布以及在工業照明和特定檢測中的應用。 LED（發光二極管）： 作為當前最主流的光源之一，本章對其進行瞭深入的講解。內容包括LED的基本結構、pn結發光原理、不同顔色的LED發光機理、LED的電學和光學特性（如正嚮電壓、峰值波長、光譜寬度、亮度等），以及LED的驅動電路設計。特彆強調瞭LED作為檢測光源的優勢，如高效率、長壽命、快速響應、易於控製等，並列舉瞭LED在條形碼掃描、LED照明、指示燈等方麵的應用。 激光器： 詳細介紹瞭激光的産生原理（受激輻射）、激光的四大特性（單色性、方嚮性、相乾性、高亮度），以及各種類型激光器（如氣體激光器、固體激光器、半導體激光器）的工作原理和特點。重點講解瞭激光在精密測量、掃描、通信、材料加工等領域的應用，以及與LED光源在應用上的區彆與聯係。 此外，本章還探討瞭照明係統的設計原則，包括照度、均勻度、顯色指數等關鍵參數的意義，以及如何在光電檢測係統中優化光源的布局和選擇，以達到最佳的檢測效果。 第三章 光電探測器 光電探測器是光電檢測係統的“耳朵”，負責將接收到的光信號轉化為可測量的電信號。本章將係統介紹各類常用的光電探測器： 光電導器件： 光敏電阻： 講解其基於半導體光導效應的工作原理，材料特性（如硫化鎘CdS、硫化鉛PbS等），以及其響應速度、靈敏度等參數。重點說明其在光照度測量、自動開關等簡單應用中的優勢。 光敏二極管： 詳細介紹其p-n結或pin結結構，光生伏特效應和光導效應的工作模式。分析其內建電場、載流子産生與漂移過程。講解其綫性響應範圍、響應時間、暗電流、量子效率等關鍵參數，以及在光通信、光電耦閤器、條形碼閱讀器等領域的應用。 光電倍增管（PMT）： 講解其真空管結構，光電陰極、倍增極（Dynode）的工作原理。重點闡述電子倍增效應及其帶來的高靈敏度，以及其在弱光檢測、粒子探測、光譜分析等高精度應用中的不可替代性。同時，也提及PMT對環境要求較高的缺點。 光電晶體管（光電MOS管）： 介紹其集成瞭光敏元件和放大電路的特點，相比普通光電二極管具有更高的靈敏度，但響應速度相對較慢。分析其結構和工作原理，以及在光電耦閤、光控開關等集成應用中的便利性。 CCD（電荷耦閤器件）和CMOS（互補金屬氧化物半導體）圖像傳感器： 作為現代圖像采集的核心器件，本章將詳細介紹其像素結構、光電轉換過程、電荷傳輸機製（CCD）和直接讀齣機製（CMOS）。對比分析CCD和CMOS的優缺點，如靈敏度、噪聲、響應速度、功耗、集成度等，並列舉其在數碼相機、掃描儀、機器視覺等領域的廣泛應用。 本章還將探討不同光電探測器的選型原則，考慮待測光信號的強度、光譜範圍、響應速度要求以及環境條件等因素，以選擇最閤適的光電探測器。 第四章 光電轉換與信號處理 光電探測器輸齣的原始電信號往往需要經過進一步的處理纔能滿足後續應用的需求。本章將重點講解光電信號的轉換與處理技術： 光電信號的特性： 分析光電探測器輸齣信號的類型（電壓、電流）、幅度、頻率特性、噪聲等，並解釋這些特性對後續處理的影響。 放大電路： 介紹各種放大電路的設計，包括直流放大、交流放大、跨阻放大等，以及運算放大器（Op-amp）在光電信號放大中的應用。重點講解如何選擇閤適的放大器，並設計能夠滿足增益、帶寬、噪聲等要求的放大電路。 濾波電路： 講解低通、高通、帶通濾波器的原理及其在濾除噪聲、提取有用信號方麵的作用。重點介紹有源濾波器和無源濾波器在光電檢測係統中的應用。 模數轉換（ADC）： 詳細介紹ADC的基本原理，如逐次逼近型、雙積分型、Σ-Δ型等。講解ADC的量化誤差、分辨率、采樣率等參數，以及如何選擇閤適的ADC以實現對光電信號的精確數字化。 數字信號處理（DSP）基礎： 簡要介紹數字信號處理的基本概念，如傅裏葉變換、濾波算法等，以及DSP技術在光電信號去噪、特徵提取、模式識彆等方麵的應用。 電信號調理： 介紹各種電信號調理技術，如限幅、鉗位、差分信號處理等，以提高信號的抗乾擾能力和測量精度。 第五章 光電檢測技術在電子製造中的典型應用 本章將結閤電子製造行業的實際需求，深入探討光電檢測技術的具體應用案例，使讀者能夠將所學理論知識轉化為實際的工程能力： 位移與距離測量： 光電編碼器： 詳細介紹光電編碼器的工作原理，包括絕對編碼器和增量編碼器的區彆，以及它們在電機控製、機器人、數控機床等領域的應用。 激光測距儀： 講解基於時間飛行（Time-of-Flight, ToF）和相位測量原理的激光測距技術，以及其在自動化生産綫、物料搬運等方麵的應用。 光學三角測量法： 闡述該方法在三維掃描、錶麵缺陷檢測中的應用。 物體識彆與定位： 條形碼與二維碼識彆： 講解基於CCD或CMOS的掃描技術，以及在産品追溯、庫存管理等領域的應用。 光學字符識彆（OCR）： 介紹OCR技術在産品標識、質量追溯方麵的應用。 機器視覺： 講解機器視覺係統的工作原理，包括圖像采集、圖像處理、特徵提取、模式匹配等。重點介紹機器視覺在元器件缺陷檢測、PCB（印刷電路闆）檢測、裝配校準、産品錶麵質量檢測等方麵的應用。 錶麵缺陷檢測： 介紹基於暗場、明場、差分成像等技術的錶麵缺陷檢測方法，以及在金屬件、塑料件、玻璃等産品質量控製中的應用。 顔色測量與分析： 講解色度學基本概念，以及如何利用光譜儀、色度計等設備進行顔色測量和匹配，在塗料、塑料、紡織品等行業的應用。 光學尺寸測量： 介紹基於CCD/CMOS的輪廓測量、輪廓掃描技術，用於測量微小尺寸、孔徑、倒角等。 光電傳感器的集成應用： 介紹如何將多個光電傳感器集成到一個係統中，實現復雜的自動化檢測與控製，例如自動化裝配綫上的物料檢測、産品分揀等。 第六章 光電檢測係統的設計與調試 本章將指導讀者如何從整體上設計和構建一個完整的光電檢測係統： 係統需求分析： 如何根據待測參數、測量精度、響應速度、成本等要求，確定係統的設計方案。 光源與探測器的選型： 結閤具體應用，進行光源類型、功率、光譜特性以及探測器類型、靈敏度、響應時間等的詳細選型。 光學設計基礎： 簡要介紹光學元件（如透鏡、反射鏡、濾光片）的作用，以及如何進行簡單的光學布局設計，確保光路有效且信號損耗最小。 電路設計： 強調信號采集、放大、濾波、轉換等環節的電路設計要點，以及電源設計、抗乾擾措施。 係統集成與標定： 講解如何將各功能模塊集成在一起，並進行係統性能的標定，確保測量結果的準確性。 故障診斷與排除： 提供常見的係統故障分析方法和排除技巧。 案例分析： 針對一到兩個典型的電子製造領域光電檢測項目，進行從需求分析到係統設計的完整案例分析，加深讀者對係統設計流程的理解。 附錄 常用光電檢測器件的技術參數說明 相關行業標準與規範 實驗指導（針對書中內容的配套實驗，可能包含硬件連接、軟件編程、數據采集與分析等） 本書注重理論知識的係統性與工程實踐的結閤，力求讓讀者在掌握光電檢測技術的基礎理論和核心概念的同時，具備獨立解決實際問題的能力，為從事電子製造行業的光電檢測、質量控製、自動化設計等崗位打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格也很接地氣，非常適閤我們這樣的高職高專學生。作者沒有使用過於晦澀難懂的專業術語，而是用通俗易懂的語言解釋復雜的概念。即使是一些涉及到高等數學的推導，作者也盡量簡化，或者給齣直觀的解釋。最重要的是，書中大量的圖示和錶格，讓抽象的原理變得形象具體。例如，在講解各種光電檢測器的響應麯綫時，作者配上瞭清晰的圖錶，讓我一目瞭然地看齣不同器件在不同波長下的敏感度差異。這種教學方式，極大地降低瞭學習的難度，也提升瞭學習的效率。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《光電檢測技術》的時候，我原本是抱著一種“看看大綱，瞭解一下基本概念”的心態，畢竟在高職高專的電子製造類專業裏，這門課算是基礎但又不至於太深入的。然而，翻開第一章，我就被作者嚴謹的邏輯和清晰的闡述方式吸引住瞭。特彆是關於光電效應的原理部分，作者沒有僅僅停留在“光子打到電子上，電子就跑齣來”這種膚淺的描述，而是深入剖析瞭光電導效應、光生伏特效應等幾種不同機製的細微差彆，並且結閤瞭許多實際的半導體材料特性，比如硒、硫化鎘等，解釋瞭它們在不同光照強度下電阻率的變化規律。這對我理解一些基礎的光電器件，比如光敏電阻，有瞭質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

讓我感到驚喜的是，這本書對於一些高級的光電檢測技術也有涉獵，而且講解得非常透徹。比如在講到CCD和CMOS圖像傳感器的時候，作者並沒有止步於介紹它們的結構，而是詳細地闡述瞭它們的成像原理、像素工作方式、噪聲來源以及如何進行圖像信號的讀取和處理。特彆是對於兩種傳感器的優缺點對比，作者結閤瞭實際應用場景，比如在低光照條件下的成像錶現、動態範圍、功耗等，給齣瞭非常中肯的評價。這讓我對目前的數字圖像采集技術有瞭更深層次的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排方式也讓我印象深刻。它不是那種把所有知識點一股腦堆砌齣來的“百科全書”式教材，而是非常有條理地將光電檢測技術的核心內容進行瞭分塊。比如說，在講到光電二極管的應用時，作者不僅列舉瞭它在光信號接收、光通信等領域的應用，還特彆詳細地講解瞭如何根據具體的應用場景選擇閤適的光電二極管型號，並提供瞭相應的選型參數說明。更難得的是，書中還穿插瞭許多小案例分析，比如如何利用光電二極管檢測物體是否存在，如何通過控製光電二極管的偏置電壓來優化響應速度和靈敏度。這些實際操作的指導，對於我們這些未來的技術工人來說，實在是太有用瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書在光電耦閤器的介紹部分，可以說做得非常齣色。我之前對光耦的理解僅停留在“用光信號隔離開兩個電路”這個概念上，但這本書卻從內部結構、工作原理、傳輸延遲、隔離電壓等多個維度進行瞭深入的講解。作者詳細解釋瞭為什麼通過光信號可以實現電氣隔離，以及不同類型光耦（如晶體管輸齣、達林頓輸齣、可控矽輸齣等）的優缺點和適用範圍。書中還舉例說明瞭如何利用光耦來保護敏感的微控製器免受高壓乾擾，或者在電源轉換電路中實現安全隔離。這些知識點對於我理解和設計一些復雜的電子係統非常有幫助。