1、浙 大 科 仪 简 介浙 江 大 学 仪 器 系 （ 科 仪 系 ） 在 全 国 高 校 中 最 早 开 设 “电 子 测 量 技 术 与 仪 器 ”专 业 课 程 ， 并 开 发 出 CSY 传 感 器 系 统 实 验 仪 应 用 于 实 验 教 学 。 杭 州 浙 大 科 仪 电 子技 术 有 限 公 司 依 托 浙 江 大 学 电 子 、 光 电 信 息 专 业 的 雄 厚 技 术 实 力 ， 多 年 来 研 制 了KYCSY 系 列 传 感 器 与 检 测 技 术 实 验 仪 器 、 在 全 国 领 先 的 激 光 、 光 电 测 试 、 光 通 讯实 验 系 统 、 KZSY 系 列
2、 自 动 化 教 学 实 验 仪 器 ， 已 经 装 备 了 全 国 1000 多 所 高 等院 校 的 物 理 、 机 电 、 电 子 电 气 、 光 学 、 光 电 、 自 动 化 、 生 物 医 学 工 程 、 信 息 工 程 等专 业 实 验 室 。“浙 大 科 仪 ”秉 承 浙 江 大 学 “求 是 创 新 ”的 校 风 ， 遵 循 “服 务 教 学 不断 超 越 ”的 宗 旨 ， 根 据 自 身 专 业 实 验 课 程 的 教 学 实 践 ， 在 保 持 自 己 产 品 专 业 特 色的 同 时 ， 紧 跟 科 学 技 术 发 展 与 相 对 应 的 高 等 院 校 实 验 教 学
3、 设 备 的 更 新 ， 不 断 开 发 出科 技 含 量 高 、 实 验 内 容 新 颖 深 受 高 等 院 校 欢 迎 的 实 验 设 备 ， “浙 大 科 仪 ”教学 仪 器 已 经 成 为 高 教 实 验 设 备 中 的 品 牌 产 品 。“浙 大 科 仪 ”不 断 加 强 现 代 企 业 管 理 ， 通 过 GB/T19001-2000-ISO9001:2000 质 量 体 系 认 证 ， 建 立 了 现 代 质 量 管 理 体 系 和 以 用 户 满 意 为 标 准 的 售后 技 术 服 务 制 度 ， “浙 大 科 仪 ”将 始 终 伴 随 中 国 教 育 事 业 “继 往 开
4、来 、 开 拓 创新 、 与 时 俱 进 、 再 创 辉 煌 ”！目 录 仪器说明（仪器使用前请详阅本章） 3一 实验工作台部分 3二 信号源及仪表显示部分 3三 处理电路部分 4四 数据采集及实验软件部分 5五 CCD 应 用 软 件 7六 实验操作须知 15 实验内容 16实验一 光敏电阻特性实验 16实验二 光敏电阻的应用暗灯控制 21实验三 光敏二极管特性实验 22实验四 光敏三极管特性实验 27实验五 光敏管的应用光控电路 31实验六 红外光敏管特性实验 32实验七 红外光敏管的应用红外检测 35实验八 光电池特性实验 35实验九 光电池的应用光强计 39实验十 光纤位移传感器特性实
5、验 40实验十一 光纤位移传感器位移测量 42实验十二 光纤位移传感器测温实验 43实验十三 光纤位移传感器转速测量 44实验十四 光电耦合式传感器转速测量 45实验十五 菲涅尔透镜特性实验 46实验十六 热释电红外传感器特性实验 46实验十七 热释电红外传感器人体探测 48实验十八 PSD 光电位置传感器位移测量 48实验十九 PSD 光电位置传感器光电特性 51实验二十 光栅传感器光栅距的测定 52实验二十一 光栅传感器测距实验 53实验二十二 光栅莫尔条纹特性实验 54实验二十三 CCD 电荷耦合传感器莫尔条纹计数 56实验二十四 CCD 电荷耦合传感器测径实验 57 附录资料 59附录
6、一 实验接线直观图 59附录二 仪器工作台布局图 68附录三 实验电路原理图 68附录四 数据分析相关知识 73附录五 光电传感实验原理 77仪 器 说 明（仪器使用前请详阅本章）KYCSY10G 型光电传感器系统实验仪是为了满足现代光电传感器实验教学课程所需而研制的实验仪器 ，它集各经典与新型光电传感器件、被测体、信号源、仪表显示、处理电路、信号采集与处理及实验所需的温度源、位移、光源、旋转装置等机构中于一体，可以方便地对各光电器件进行光电特性、光照特性、温度特性、光频特性、伏安特性及应用演示等二十四种实验，并可根据实验原理自主开发出更多的实验内容。本实验系统主要由实验工作台、信号源及仪表显
7、示、处理电路、数据采集及处理、图象采集与数字处理五部分组成。一实验工作台部分：位于实验仪的顶部，装配了实验所需的各种光电器件、温度源、光源、旋转装置、位移平台、各种支架等。 （详见附录二仪器工作台布局图）光敏电阻：CdS 材料制成的半导体光电导器件，其电阻值随光照强度从 nM 至nK；光敏二极管：由具有光敏特性的 PN 结制成的光生伏特器件，不同材料的光敏二极管具有不同的光谱范围；光敏三极管：具有 NPN 或 PNP 两种结构的半导体光生伏特器件，引出两个电极，较之光敏二极管具有更高的灵敏度；红外接收管：对红外光敏感的光电器件；光电池：根据光生伏特效应原理制成的半导体 PN 结光电器件，光谱响
8、应范围在50 100m 波长之间；光断续器：透过型的红外发射接收器件；光纤位移传感器：导光型近红外发射接收传感器，可测量位移、转速、振动等，连接于仪器下方大面板的光纤入口处，多模光强型，量程2mm，在其线性范围内精度 5%；PSD 光电位置传感器：一维半导体式光点位置敏感器件，测试范围 25mm ，灵敏度0.01mm，精度 1%；CCD 电荷耦合图像传感器：物体轮廓与图像监测，光敏面尺寸 4mm3.5mm；10热释电红外传感器：光谱响应 715m，光频响应 0.510Hz,探测距离5m；11光栅传感器：光栅衍射及光栅距测试、光栅莫尔条纹精密位移测试；二信号源及仪表显示部分：直流稳压电源：12V
9、 提供仪器处理电路温度源的工作电源，最大输出1.5A， 2V10V，档距 2V，分五档输出，提供直流信号源，最大输出电流 1.5A；温度源：直流电加热器，温升100；光源：12V 安全电压，高亮度卤钨灯，各色高亮度 LED 发光管及激光光源；位移装置：位移范围 25mm,精度 10m；测速电机：转速 02400 转/ 分；慢速电机：控速电机及遮热叶片组成；数字式电压/频率表：3 1/2 位显示，分 2V、20V、2KHz、20KHz 四档，灵敏度50mV，频率显示 5Hz20KHz；微安表：0100A，精度 42.5%；试件插座：位于光电器件板上，可供实验者插入随机所带附件中提供的光电器件进行
10、实验比较，光电器件板上的传感器与仪器下部面板上的传感器接口处的接线端是相通的，实验时传感器接线可从下部面板端口引出，另外 “光敏电阻” 、 “光电池” 、“光敏二极管” 、 “发光二极管”与试件插座相并接， “光敏三极管”与“红外接收”相并联， “发光二极管”与“红外发射”相并联，实验时接入的其他试件可插入试件插座，也可插入相关传感器的备用插座； 三处理电路部分：实验选配单元：实验者可利用仪器提供的电源、电位器、三极管、部分光电器件、仪表及实验连接线组成光电器件的光谱、照度、伏安特性等测试电路。光敏灯控电路：由光敏电阻作光电敏感器件的照明灯自动控制电路，由光照强度来决定是否灯亮。光敏管亮灯控制
11、电路：由光敏二极管、光敏三极管作光电敏感器件的照明灯自动控制电路，由光照强度来决定是否灯亮。光耦合器处理电路：通过光电耦合式传感器将光信号转换为脉冲信号，并可通过仪表直接显示。PSD 光电位置处理电路：PSD 光电位置传感器产生的电信号经过运放、滤波等处理，使其更加线性，便于测量。光纤变换电路：提供光纤传感器红外发射、接收、稳幅、变换，输出模拟信号电压与频率变换方波信号，四芯航空插座上装有光电转换装置和由两根多模光纤（一根接收，一根发射）组成的光强型光纤传感器。热释电红外探测电路：热释电红外传感器产生的电信号经过三级运放、滤波等处理，使其更加线性，便于测量。红外检测电路：将红外接收管转换的电信
12、号进行放大、滤波，转化为便于仪表测量的信号。四数据采集及实验软件部分：数据采集卡已安装于仪器内部，其信号输入端即为仪器上数字式电压/频率表的 IN 输入端，十二位 A/D 转换，精度为 1/2048，量程分 200Mv、1V、10V 三档，可以根据实验采集电压范围选择量程，以获得较高精度。()软件安装：鼠标左键双击仪器附带光盘中 CSY 安装程序中的 图标，按照提示程序会自动安装， ，完成后桌面上会出现软件的图标()软件的使用：鼠标左键双击桌面上实验图标，将会出现实验软件的窗口，如图（1）所示：图（）首先软件“参数设置”：单击菜单栏“设置”选项，它有两个下拉选项：“参数设置”和“系统设置” ，
13、点击参数设置出现如图（2）所示窗口：输入实验者的姓名、班级、实验名称，选择实验仪名称、实验序号。采集模式分为：“单次”和“连续”两种形式， “单次”模式为手动点击一次图中的“单次采集”系统采集一次，数据会在“实验曲线”左边的竖条空白地方显示。 “连续”采集为点击一次系统采集一段连续的波形，可以选择采集的速度，其后可以对其进行频谱分析。根据需要可以选择不同的量程。 “单次采集间隔”可以选择相应物理标量。系统可以同时显示条曲线。图（）软件“系统设置”：点击“设置”选项的“系统设置” ，将出现如图（3）所示的窗口：“通讯方式”为“串行口”方式， “串行口设置”中：“串行口”要与仪器和电脑相连的串口想
14、对应， “波特率”为。 “反向起点坐标”为反向采集的起点，根据需要可以选择“原点”或者“当前坐标” ， “电压校正值”和“换挡误差纠正”不需要设置。设置完成之后就可以进行实验了。图（）实验完成之后，可以保存并打印实验报告。五 CCD 应 用 软 件 部 分 ：包 括 测 径 实 验 软 件 和 莫 尔 条 纹 计 数 两 个 软 件 ， 需 要 安 装 图 像 捕 捉 卡 和 实 验 软 件 ， 计算 机 系 统 为 windows xp 系 统 。(1) 实 验 系 统 的 安 装 ： 图 像 捕 捉 卡 的 安 装 ： 把 随 机 附 带 的 资 料 光 盘 拷 入 计 算 机 硬 盘 ，
15、 关 闭 防 火 墙 ， 然 后 关闭 计 算 机 ， 拔 掉 电 源 ， 图 像 捕 捉 卡 插 入 计 算 机 机 箱 主 板 插 槽 ， 确 认 无 误 后 连 通 电 源 ，开 启 计 算 机 ， 将 会 弹 出 一 个 硬 件 安 装 提 示 窗 口 ， 如 图 （ 4） 所 示 。 选 择 “从 列 表 或 指定 位 置 安 装 (高 级 )(S)”选 项 ， 点 击 下 一 步 ， 将 会 变 为 一 个 新 的 窗 口 ， 如 图 （ 5） 所示 。图 （ ）图 （ ）点 击 “浏 览 R”选 项 ， 选 择 拷 入 硬 盘 中 的 “KYCSY10G 型 光 盘 资 料 /A
16、V878/WINXP”，然 后 点 击 “下 一 步 ”， 系 统 将 会 自 动 安 装 ， 之 后 出 现 一 个 窗 口 ， 如 图 （ 6） 所 示 。 点击 “完 成 ”， 之 后 将 会 出 现 如 图 （ 4） 的 窗 口 ， 然 后 再图 （ ）重 复 安 装 两 次 ， 一 共 要 安 装 三 次 ， 最 后 出 现 信 息 提 示 ， 如 图 （ 7） 所 示 。 说 明 图 像 捕捉 卡 驱 动 安 装 完 成 。图 （ ） 软 件 的 安 装 ： 选 择 “KYCSY10G 型 光 盘 资 料 /AV878/WINXP”文 件 夹 ， 点 击图 标 ， 按 照 提 示
17、系 统 自 动 按 照 。 选 择 “KYCSY2001B 型 光 盘资 料 /install”文 件 夹 ， 点 击 图 标 ， 按 照 提 示 系 统 自 动 安 装 ， 完 成后 桌 面 上 将 会 出 现 CCD 测 径 实 验 软 件 图 标 和 CCD 莫 尔 条 纹 计 数 实 验 软 件图 标 。(2) 软 件 的 使 用 ： 安 装 CCD 摄 像 机 在 “CCD 图 像 传 感 器 实 验 模 块 ”的 相 应 位 置 上 ， 连 接CCD 电 源 线 和 视 频 线 。 视 频 参 数 的 设 置 ： 点 击 “开 始 ”菜 单 ， 选 择 “程 序 btcap/”下 拉 菜 单 的 “
