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专利号: 2015107100838
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.嵌入式光电传感器光电光谱测试一体化装置,其特征在于,包括白光光源(1)、可调光源(2)、光电传感器(3)、数字开关(4)、光照度测量单元(5)、信号调理单元(6)、电流测量单元(7)、单片机控制器(8)、嵌入式处理器(9)、液晶触摸屏(10)、第一凹面镜(11)、光栅(12)、底座(13)、步进电机(14)、磁钢(15)、电机驱动单元(16)、第一限位开关(17)、第二限位开关(18)和第二凹面镜(19);

白光光源(1)是溴钨灯光源,光波长范围在200 nm 至2500nm之间,经分光后提供光电传感器(3)光谱特性测试需要的单色光源;

白光光源(1)发出的光,经过第一凹面镜(11),将白光光源(1)发出的光转换成平行光入射到光栅(12)上,提供入射光源的准直功能;

光栅(12)色散后同一波长的光线经第二凹面镜(19)收集后到达光电传感器(3),所述的第二凹面镜(19)提供聚焦作用,光栅(12)是光谱特性测试的核心部件,将以相同入射角入射的不同波长的光线经衍射后,由不同的衍射角度射出,实现了白光光源(1)的色散;

可调光源(2)提供照度可变的可见光线给光电传感器(3),是光电传感器(3)光电特性测试需要的辅助光源;

所述的光电传感器(3)是可更换的光电元器件,是仪器的被试品,其为光敏电阻、光电池或光电二极管;通过数字开关(4)切换选择光敏电阻、光电池或光电二极管接入信号调理单元(6),进行光电特性和光谱特性测试;

所述的光照度测量单元(5)能够测量可调光源(2)输出的不同光信号的光照度值,并经串口将该照度值传输给嵌入式处理器(9),提供光电特性曲线的横轴坐标值;

所述的信号调理电路(6)能够对光电传感器(3)输出的电信号进行滤波、放大,输出纯净的电信号给电流测量单元(7);

所述的电流测量单元(7)能够测量光电传感器(3)进行光电转换后输出的光生电流值,并经串口将该电流值传输给嵌入式处理器(9),提供光电特性曲线或者光谱特性曲线的纵轴坐标值;

所述的单片机控制器(8)提供电机驱动单元(16)所需的脉宽调制信号,对步进电机(14)的转动角度进行控制;

所述的嵌入式处理器(9)安装有Linux操作系统,嵌入式光电传感器光电光谱测试一体化装置的测试软件存储在嵌入式处理器(9)中,按照程序指令,嵌入式处理器(9)能够根据光照度测量单元(5)提供的照度值和电流测量单元(7)获得的光生电流值,绘制出光电传感器(3)的光电特性曲线,并在液晶屏(10)显示出来;

所述的底座(13)是光栅(12)、步进电机(14)、磁钢(15)的支撑结构;光栅(12)和步进电机(14)通过底座(13)固连,步进电机(14)的转动将带动光栅(12)转动,磁钢(15)也安装到底座(13)上;

所述的步进电机(14)是光栅(12)旋转的执行机构,在单片机控制器(8)的控制下,转动需要的角度,将选择单一波长的光线出射,提供光电传感器(3)光谱特性测试的横轴坐标值;

所述的磁钢(15)和第一限位开关(17)、第二限位开关(18)提供光栅(12)转动起始和终止位置的标记;第一限位开关(17)、第二限位开关(18)实质是霍尔片构成,在磁钢(15)产生的磁场作用下,会输出电信号,传递给嵌入式处理器(9),进一步通知单片机控制器(8)控制步进电机(14)向相反方向转动;

所述的电机驱动单元(16)提供步进电机转动所需的两相驱动脉冲;

所述的第二凹面镜(19)提供聚焦作用,光栅(12)色散后同一波长的光线经凹面镜(19)收集后到达被试品光电传感器(3)。