第九章 現(xiàn)代光電檢測技術(shù)課件

光電檢測技術(shù)9-1第九章現(xiàn)代光電檢測技術(shù)光電檢測技術(shù)9-1主要內(nèi)容一、視覺檢測技術(shù)二、光纖測量技術(shù)三、激光測量技術(shù)**四、衍射測量技術(shù)**光電檢測技術(shù)9-1視覺檢測技術(shù)1、什么是視覺檢測技術(shù)?2、視覺檢測系統(tǒng)的組成?3、視覺檢測系統(tǒng)的應(yīng)用?4、視覺檢測系統(tǒng)涉及的技術(shù)?5、視覺檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景?光電檢測技術(shù)9-1光纖測量技術(shù)1、什么是光纖?2、光纖傳輸光的原理和主要特性？3、光纖有哪些主要的應(yīng)用？4、光纖在測量方面有哪些主要的技術(shù)？其基本的操作原理是什么？光電檢測技術(shù)9-1激光測量技術(shù)1激光干涉測長技術(shù)2共光路激光干涉測量技術(shù)3激光外差干涉測量4激光掃描測量、掃描定位和掃描跟蹤光電檢測技術(shù)9-120世紀(jì)激光、光纖、全息、光存儲、光記錄、光顯示等的發(fā)明，給我們帶來光通信、因特網(wǎng)、光盤等技術(shù)，使我們在21世紀(jì)邁向光子時代。如果沒有20世紀(jì)光學(xué)的巨大進(jìn)步，也就沒有今天信息社會的到來。激光器激光器的發(fā)明(1960年)是20世紀(jì)的重大成就之一是繼原子能、半導(dǎo)體、計算機(jī)后的又一重大發(fā)明計算機(jī)延伸了人的大腦而激光延伸了人的五官是探索大自然奧秘的超級“探針”激光開始了光學(xué)一場新的革命它使近代光學(xué)和電子學(xué)聯(lián)姻，誕生了光電子學(xué)，使傳統(tǒng)光學(xué)、近代光學(xué)進(jìn)入現(xiàn)代光學(xué)和光子學(xué)的新世紀(jì)；激光已經(jīng)改變和正在改變我們的生活。光電檢測技術(shù)9-1激光的基本物理性質(zhì)激光的方向性激光的高亮度激光的單色性激光的相干性光電檢測技術(shù)9-1激光測距系統(tǒng)3）激光三角法---大范圍遠(yuǎn)距離測距（幾千/幾十千米）1）脈沖測距法2）相位差測距法激光短脈沖信號（激光器被測目標(biāo)）測量精度：時間間隔測量精度（脈沖窄、響應(yīng)速度快）遠(yuǎn)距離---固體/二氧化碳；近距離---半導(dǎo)體巨脈沖激光器---地球—月球距離（分辨力：1m）激光束調(diào)制---相位差---時間---距離距離特點(diǎn)：測量精度高、分辨力強(qiáng)光電檢測技術(shù)9-1原理：y=f(x)xy光電檢測技術(shù)9-1Keyence激光測距傳感器激光測距產(chǎn)品光電檢測技術(shù)9-1§7-2三角法測試技術(shù)2.1三角法測試技術(shù)基礎(chǔ)在上述的三角法測量原理中，要計算被測面的位移量，需要知道距離a，而在實際應(yīng)用中，一般很難知道a的具體值，或者知道其值但準(zhǔn)確度也不高，影響系統(tǒng)的測試準(zhǔn)確度。實際應(yīng)用中可以采用另一種表述方式，如圖所示有下列關(guān)系:zbβ圖7-16三角法原理示意圖激光器f′x′光電檢測技術(shù)9-1特點(diǎn)：

非接觸、不易劃傷表面、結(jié)構(gòu)簡單、測量距離大、抗干擾、測量點(diǎn)?。◣资⒚祝?、測量準(zhǔn)確度高精度：光學(xué)元件本身的精度、環(huán)境溫度、激光束的光強(qiáng)和直徑大小以及被測物體的表面特征光電檢測技術(shù)9-1應(yīng)用：光電檢測技術(shù)9-1厚度測量(a)參考表面：兩傳感器同向---減小偏心誤差(b)相對測量：兩傳感器反向，無參考表面

---克服鋼板本身上下起伏造成的誤差光電檢測技術(shù)9-1測量范圍：16mm左右；相對測量精度：

0.1%~0.2%

適用：在線測量鋼板/鋁板等板材厚度

特點(diǎn)：測頭對表面顏色和紋理變化以及背景光的影響不敏感不能測量鏡面---漫反射原理光電檢測技術(shù)9-1激光測距光電檢測技術(shù)9-1地—月距離測量光電檢測技術(shù)9-1激光陀螺——角速度傳感器

1、光學(xué)陀螺的工作原理（Sagnac效應(yīng)）圖1Sagnac原理圖在圓形環(huán)路（周長

）中

光程差（或時間差）

因有時間差光電檢測技術(shù)9-1在光學(xué)諧振型陀螺中，與相應(yīng)的非互易相移（頻率差）為：

（2）

由于環(huán)路面積，則亦即有光程差：在光學(xué)干涉型陀螺中，與相應(yīng)的非互易相移（相位差）為：（1）

即順時針行波和逆時針行波的頻率差光電檢測技術(shù)9-1光學(xué)陀螺的優(yōu)勢1)

性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，不受載體運(yùn)動加速度的影響；2)

測量動態(tài)范圍（比機(jī)械陀螺儀）寬；3)標(biāo)定因數(shù)線性度和穩(wěn)定性高；4)輸出信號數(shù)字化，與計算機(jī)結(jié)合方便；5)無高速轉(zhuǎn)動部件，可直接附著于運(yùn)動載體上。光電檢測技術(shù)9-1氣體激光陀螺光電檢測技術(shù)9-1LD泵浦的固體激光陀螺的優(yōu)點(diǎn)1)

增益大，易小型化；2)

LD工藝成熟，性能穩(wěn)定，電光轉(zhuǎn)化效率高；3)

全固態(tài)陀螺，宜長期貯存，溫度效應(yīng)弱；4)

對反射鏡的鍍膜工藝要求低，生產(chǎn)成本低；5)

激光諧振腔內(nèi)可以加入鎖模光學(xué)元件，工作于短脈沖模式，從而消除“閉鎖”產(chǎn)生的根源；6)屬有源諧振型激光陀螺，具有氣體激光陀螺精度高的優(yōu)點(diǎn)。光電檢測技術(shù)9-1氣體激光陀螺環(huán)型諧振腔合光棱鏡光電檢測技術(shù)9-1

五鏡腔環(huán)形固體激光器光電檢測技術(shù)9-1LD泵浦的激光陀螺的方案

LD—激光二極管C—制冷器P1、P2—整形棱鏡L1—擴(kuò)束鏡

L2—聚焦透鏡M1、M2—球面鏡反射鏡M3—平面反射鏡O—光學(xué)延時器BS—分束片G—增益介質(zhì)(Nd:YVO4晶體)D—光電探測器E1—LD驅(qū)動電路E2—制冷器電路LD

L1

M3P1

P2

M1

L2

M2ODBSC

E2

E1G光電檢測技術(shù)9-1激光干涉測量系統(tǒng)單頻激光干涉系統(tǒng)光電檢測技術(shù)9-1激光干涉儀斐索干涉儀檢驗表面缺陷光電檢測技術(shù)9-1球面曲率半徑測量等傾條紋等厚條紋光電檢測技術(shù)9-11、激光干涉測長技術(shù)光電檢測技術(shù)9-1雙頻激光干涉測量系統(tǒng)光電檢測技術(shù)9-1什么是”共光路干涉儀?”

干涉儀中測量光束和參考光束經(jīng)過同一光路!1)斐索共路干涉儀2)米勒干涉儀3)散射板干涉儀4)錯位式干涉儀2、共光路激光干涉測量技術(shù)光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-13、激光外差干涉測量技術(shù)光電檢測技術(shù)9-14、激光掃描測量、掃描定位與掃描跟蹤光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1相對運(yùn)動視覺檢測技術(shù)光電檢測技術(shù)9-1(1)零件的識別與定位領(lǐng)域：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天、軍事等1、工業(yè)檢測例：雙目立體視覺檢測系統(tǒng)

——簡單視覺的機(jī)器人系統(tǒng)

自動連接引線、對準(zhǔn)芯片和封裝；

自動安裝部件，自動焊接或自動切割加工、自動澆注系統(tǒng)等。視覺檢測技術(shù)一、應(yīng)用光電檢測技術(shù)9-1(2)零件尺寸的在線測量(3)零件外觀及內(nèi)部缺陷檢測芯片定位芯片管腳檢測鋼板厚度的在線測量

木料檢測原理例：木料檢測：缺陷、體積

(4)產(chǎn)品分類、分組(5)產(chǎn)品標(biāo)識、編碼識別蘋果分級、分色、配色商品條碼、印鑒、標(biāo)簽光電檢測技術(shù)9-1“手-眼”定位：兩個攝像機(jī)---兩幅平面圖像---三維場景信息用于：目標(biāo)識別、道路識別、障礙物判斷、主動導(dǎo)航、自動視覺導(dǎo)航無人駕駛汽車、無人駕駛飛機(jī)、無人戰(zhàn)車、探測機(jī)器人實例：美國Sojourner系列和Rocky系列火星探測移動機(jī)器人2、機(jī)器人導(dǎo)航光電檢測技術(shù)9-1“機(jī)遇”號火星車拍攝火星土壤的顯微照片

“勇氣”號火星車發(fā)回的彩色照片美國勇氣號和機(jī)遇號火星探測移動機(jī)器人光電檢測技術(shù)9-13、生物醫(yī)學(xué)圖像分析（1）醫(yī)學(xué)臨床診斷：X射線、B超、CT、核磁共振（MRI）醫(yī)學(xué)影像融合分析細(xì)胞個數(shù)統(tǒng)計

CT圖像自動檢測：染色體切片、癌細(xì)胞切片、超聲波圖象光電檢測技術(shù)9-1（2）生物圖像分析：形狀、組織切片、染色體配對、細(xì)菌、病毒、病原體外形尺寸檢測、顏色識別、表面損傷檢測以及組織分析葉片細(xì)胞顯微放大圖片

轉(zhuǎn)基因大豆孢子例：水果分類；發(fā)芽土豆；雜草識別光電檢測技術(shù)9-14、遙感圖像分析：衛(wèi)星遙感圖像---氣象衛(wèi)星（紅外成象---云圖---氣象狀況）資源衛(wèi)星（多光譜成象----地質(zhì)、礦藏、森林、災(zāi)害）海洋衛(wèi)星（合成孔徑雷達(dá)成象---海洋、海浪、海灘）航空攝影圖像---（多目成象---大地測量、測繪）交通---車輛識別、牌照識別、車型判斷、車輛監(jiān)視、交通流量檢測安全---指紋判別與匹配、面孔與眼底識別、安全檢查（飛機(jī)、海關(guān)）監(jiān)視---超市、商店防盜、銀行監(jiān)控，停車場、電梯閉路電視6、軍事與國防：5、監(jiān)控、安防、交通管理：超低空雷達(dá)、超視距雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、導(dǎo)彈導(dǎo)航、地形匹配、單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)、戰(zhàn)場遙測、夜視儀、聲納成象7、辦公與家電：辦公設(shè)備---數(shù)碼復(fù)印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)、繪圖儀家用電器---數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、可視電話、可視門鈴光電檢測技術(shù)9-1視覺系統(tǒng)的一般構(gòu)成光源圖像卡場景攝像機(jī)計算機(jī)典型視覺系統(tǒng)工作原理：光→敏感元件→電（光電元件）光源光通路光電元件測量電路光光電電yx1x2傳感器：光電檢測技術(shù)9-1單目視覺：一個攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）多目視覺：多個攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）圖像采集部分、圖像處理部分、通信和I/O部分以及輸出和執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖像采集系統(tǒng)：可視化圖像或特征數(shù)據(jù)場景鏡頭光源攝像機(jī)圖像存儲體計算機(jī)輸出鏡頭攝像機(jī)鏡頭攝像機(jī)控制電纜視覺系統(tǒng)流程圖圖像質(zhì)量好圖像處理簡單、結(jié)果理想圖像質(zhì)量差圖象處理麻煩、結(jié)果不理想由光源、鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡等構(gòu)成光電檢測技術(shù)9-1眼睛的結(jié)構(gòu)及成像人類視覺—眼睛計算機(jī)視覺—圖像輸入系統(tǒng)晶狀體—鏡頭；視網(wǎng)膜—像敏面；遠(yuǎn)物體—晶狀體扁平—屈光能力小—距離大（最大17mm)近物體—晶狀體厚—屈光能力大—距離小（最小14mm)物體光電檢測技術(shù)9-1鏡頭的主要指標(biāo)①焦距：焦距?。ǘ蹋晥鼋谴?，觀察范圍大，但遠(yuǎn)處物體分辨不很清楚焦距大（長），視場角小，觀察范圍小，很遠(yuǎn)的物體也能看清楚焦距的大小決定著視場角的大小。選擇焦距：觀測范圍—

是要觀測細(xì)節(jié)，還是要較大的觀測范圍焦距的計算：f=vD/Vf=hD/H

選擇比計算值小的固定焦距，則視角還會大一些

近距離大場面—小焦距廣角；遠(yuǎn)處細(xì)節(jié)—大長焦焦距大?。簬缀撩住獢?shù)米光電檢測技術(shù)9-1②光圈：（光圈指數(shù)、光闌系數(shù)），表示光通量大小，用F表示，F(xiàn)數(shù)光圈指數(shù)序列的標(biāo)值：1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22等，③安裝方式：方式---C式和CS式兩種，差別是鏡頭和CCD像面的距離不同，---螺紋連接專用接圈----C式鏡頭比CS式鏡頭多一個專用接圈的長度，以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量：F=f/D(鏡頭標(biāo)明)C式安裝座從基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離為17.562毫米，CS式安裝座從基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)距離為12.5毫米。鏡頭上標(biāo)注---焦距、光圈——

確定鏡頭光通量與F值的平方成反比關(guān)系，F(xiàn)值越小，光通量越大。

攝影鏡頭---螺距為1英寸32牙，直徑為1英寸（英制）照相鏡頭---M42×1(直徑為42mm，螺距為1mm

）單板式CCD鏡頭---M12×0.5(直徑為12mm，螺距為0.5mm）光電檢測技術(shù)9-1鏡頭的種類①按焦距大小分類：②按變焦方式分類：③按光圈方式分類：固定光圈鏡頭、手動變光圈鏡頭、自動變光圈鏡頭⑤按安裝方式分類：分為普通安裝鏡頭、隱蔽安裝鏡頭（針孔鏡頭）分為廣角鏡頭、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長焦距鏡頭固定焦距鏡頭、手動變焦距鏡頭、電動變焦距鏡頭固定焦距鏡頭--固定視場大小和距離，手動變焦鏡頭--偶爾改變觀察范圍和目標(biāo)大小電動變焦鏡頭--經(jīng)常性改變觀察范圍，變焦范圍大，既可以看大范圍，也可以聚焦某個細(xì)節(jié)。固定光圈鏡頭--固定場景和目標(biāo)，亮度不變，用于光線變化大且頻繁的場合。

手動變光圈鏡頭--適合亮度變化不大的場合（光圈環(huán)）一次性調(diào)整合適為止，不變自動變光圈鏡頭--會隨著光線的變化而自動調(diào)整，④按變焦倍數(shù)：2倍變焦、6倍變焦、10倍變焦、20倍變焦等。⑥按用途分類：照相鏡頭、攝影鏡頭、單板式CCD鏡頭光電檢測技術(shù)9-1(1)CCD的種類：CCD攝像機(jī)①按成象器件分類：線陣CCD、面陣CCD②按顏色分類：黑白攝像機(jī)、彩色攝像機(jī)④按輸出信號分類：模擬式、數(shù)字式

黑白攝像機(jī)：信息量小，時間、空間少彩色攝像機(jī)：信息量大，時間、空間多線陣CCD：一行，掃描；體積小，價格低；面陣CCD:

整幅圖像；直觀；價格高，體積大；③按掃描方式分類：逐行掃描、隔行掃描

逐行掃描：高速運(yùn)動，避免邊緣模糊數(shù)字?jǐn)z像機(jī)----電子快門曝光時間:1/50s、1/125s、1/250s、1/500s、1/1000s、1/2000s、1/4000s、1/8000s、1/16000s、1/32000s…

⑤按形狀分類：長形、短形、方塊形、半球形、單板形

光電檢測技術(shù)9-1攝像機(jī)的主要參數(shù)①制式：②CCD芯片尺寸：PAL制式---標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場，中國采用隔行掃描（黑白為CCIR）（西歐、亞洲、澳大利亞）NTSC制式---標(biāo)準(zhǔn)為525行，60場（黑白為EIA）（美加、日本）非標(biāo)準(zhǔn)制式---只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到

面陣CCD芯片相位交替行（PhaseAlternatingLine）---逐行倒相國家電視委員會（NationalTelevisionSystemsCommittee)光電檢測技術(shù)9-1③CCD分辨率：是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。像素

--CCD每一個元素，像素越多，圖像越清晰

44萬（768*576）、100萬（1024*1024）

200萬（1600*1200）、600萬（2832*2128）電視線

--簡稱線(TVLINES)，彩色攝像頭一般330~500線，

黑白可以達(dá)到600線。電視線與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對越大?；叶燃?-灰度分辨率、色彩分辨率，1/2n

位數(shù)：8位（bit）、10位、11位、12位、位數(shù)越多，圖像越清晰。攝像機(jī)的主要參數(shù)光電檢測技術(shù)9-1天氣

照度LUX室內(nèi)場所

照度LUX晴天

30000~300000生產(chǎn)車間

10~500陰天

3000辦公室

30~50日出日落

300餐廳

10~30

月圓

0.3~0.03走廊

5~10星光

0.0002~0.00002停車場

1~5陰暗夜晚

0.003~0.0007

照度參考表：

普通型

正常工作所需照度1~3LUX月光型

正常工作所需照度0.1LUX左右

星光型

正常工作所需照度0.01LUX以下

紅外型

采用紅外燈照明，在沒有光線的情況下也可以成像

根據(jù)照度劃分，CCD又分為：

④最低照度：也稱靈敏度，是CCD對環(huán)境光線的敏感程度（最暗光線）。單位---勒克斯，LUX，數(shù)值越小，需要的光線越少，越靈敏。攝像機(jī)的主要參數(shù)光電檢測技術(shù)9-1⑤信噪比：典型值為46分貝，如果為50分貝，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量較好；如果能達(dá)到60分貝，就不會出現(xiàn)噪聲。⑦電源：交流220伏、24伏；直流12伏和9伏。⑥光譜：選擇攝像機(jī)：芯片尺寸、像素數(shù)、線數(shù)、靈敏度、光譜響應(yīng)感光范圍—

可見光、紅外、超聲波等攝像機(jī)的主要參數(shù)光電檢測技術(shù)9-1

離焦—不清晰、對比度不好

聚焦—清晰、對比度好光電檢測技術(shù)9-1夜晚景物圖像對比夜間模式延長曝光時間光積分時間短---曝光量小---景物亮度低---對比度差光積分時間長---曝光量大---景物亮度高---對比度好光電檢測技術(shù)9-1F=8傍晚景物圖像對比F=5.6光電檢測技術(shù)9-1陰天景物圖像對比F=11F=5.6光電檢測技術(shù)9-1圖像存儲體(1)圖像存儲體的作用：①接收來自攝像機(jī)的圖像信號：模擬攝像機(jī)---標(biāo)準(zhǔn)電視信號數(shù)字?jǐn)z像機(jī)---數(shù)字信號

②存儲圖像數(shù)據(jù)：容量大、速度高、存取方便

③圖像處理：簡單預(yù)處理---濾波、二值化圖像疊加---直線、圓、數(shù)字、符號

④圖像輸出：輸出到監(jiān)視器---監(jiān)視、觀察輸出到計算機(jī)---圖像處理、模式識別

(2)圖像存儲體的種類：①外置式：獨(dú)立單元、單獨(dú)供電、功能全面、容易構(gòu)成視覺系統(tǒng)

②圖像卡式：插入計算機(jī)擴(kuò)展槽內(nèi)---使用方便、速度快、成本低③傳輸式：數(shù)字?jǐn)z像機(jī)---計算機(jī)接口/網(wǎng)絡(luò)傳輸（串行、并行、USB）

視覺傳感器模塊視覺傳感器—

光源、攝像頭、圖像處理器、控制與通訊接口光電檢測技術(shù)9-1視覺檢測系統(tǒng)光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1照明系統(tǒng)平面光狹縫450450S’a’aHCCD或分劃板SCCD視場h=aa’圖象采集卡計算機(jī)圖象處理程序結(jié)果光源濾光片透鏡（顯微系統(tǒng)）圖象傳感器IS光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1視覺檢測的應(yīng)用光電檢測技術(shù)9-1視覺檢測的應(yīng)用光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1三維人體掃描光電檢測技術(shù)9-1光電檢測技術(shù)9-1視覺檢測系統(tǒng)的標(biāo)定光電檢測技術(shù)9-11.信號處理電路3）電壓/電流（V/A）轉(zhuǎn)換----需要電流輸出時；1）信號放大2）噪聲抑制----信號淹沒在噪聲中；電壓（mV/V）；電流（

A/

mA）----運(yùn)算放大電路（運(yùn)算放大器）相敏檢波：同步整流電路模擬濾波：低通（LPF）、高通（HPF）、帶通（BPF）、帶阻（BEF）、全通（APF）濾波器4）模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換----需要輸出數(shù)字信號時光電元件信號處理圖像處理光電電圖像視覺檢測系統(tǒng)的信息處理光電檢測技術(shù)9-1光電器件中被物體遮住和受到光照部分的光敏單元輸出有著顯著區(qū)別,可以把它們的輸出看成“0”、“1”信號。通過對輸出為“0”的信號進(jìn)行計數(shù),即可測出物體的寬度。這就是信號的二值化處理。實際應(yīng)用時,物像邊緣明暗交界處,實際光強(qiáng)是連續(xù)變化的,而不是理想的階躍跳變,要解決這一問題可用兩種方法:

①比較整形法;②微分法。簡單信號處理He-Ne信號讀出信號處理時鐘發(fā)生控制器計數(shù)顯示器透鏡細(xì)絲線陣CCDL光電檢測技術(shù)9-1計數(shù)脈沖CCD低通濾波比較器計數(shù)顯示參考電平+－比較整形法(域值法)光電檢測技術(shù)9-1比較器輸出CCD輸出濾波輸出參考電平tt10n個脈沖在低電平期間對計數(shù)脈沖進(jìn)行計數(shù),從而得np。比較整形法(域值法)光電檢測技術(shù)9-1固定域值法+U

CCD視頻信號+U

W+_電壓比較器U0域值電平

二值化信號R

固定域值法是將CCD輸出的視頻信號送入電壓比較器的同相輸入端，比較器的反相輸入端加上可調(diào)的電平就構(gòu)成了固定域值二值化電路。當(dāng)CCD視頻信號電壓的幅度稍稍大于域值電壓（電壓比較器的反相輸入端電壓）時，電壓比較器輸出為高電平（為數(shù)字信號“1”）；當(dāng)CCD視頻信號小于等于域值電壓時，電壓比較器輸出為低電平（為數(shù)字信號“0”）。CCD視頻信號經(jīng)電壓比較器后輸出的是二值化方波信號。域值電壓可調(diào)節(jié)光電檢測技術(shù)9-1浮動域值法CCD視頻信號+_電壓比較器U0域值電平

二值化信號跟隨器

S/H

W

R

浮動域值法是使電壓比較器的域值電壓隨測量系統(tǒng)的光源或隨CCD輸出視頻信號的幅值浮動。這樣，當(dāng)光源強(qiáng)度變化引起CCD輸出視頻信號起伏變化時，可以通過電路將光源起伏或CCD視頻信號的變化反饋到域值上，使域值電位跟著變化，從而使方波脈沖寬度基本不變。光電檢測技術(shù)9-1微分法低通濾波微分I絕對值微分II過零觸發(fā)二值化CCD視頻信號微分法原理框圖可由硬件電路完成，也可由數(shù)字信號處理方法軟件完成（數(shù)字信號處理）CCD直接進(jìn)行A/D同步采樣，再用計算機(jī)對數(shù)字處理。省去濾波及以后的環(huán)節(jié)。光電檢測技術(shù)9-1濾波后CCD視頻信號AA，微分I絕對值微分II過零