TYK-GDS01型 光电技术综合实训平台

一、产品概述      TYK-GDS01型 光电技术综合实训平台是由光学导轨、数字仪表及电子元器件平台、52单片机设计组件及CCD设计组件等部分构成,仪器配备各种电源接口及0-200V 高压可调电源和0-12V低压可调电源,可为学生搭建各种实验电路提供电源。学生能够利用平台自行搭建各种光学系统、光电传感器的变换及处理电路,完成各种关于光电技术方面的应用开发设计,从各方面提高学生的动脑动手能力及创新意识,帮助高校培养光电技术人才。 1. 光学导轨:可利用导轨滑块自行调节光学配件的距离,配合电子元器件搭建出几何光学、物理光学、光电检测与光电控制等系统,并与仪器内部的数据采集系统相结合完成各种实验系统。 2. 数字仪表平台:平台提供2块数字电压表(四位半),2块数字电流表(四位半)和1块自动更换量程的数字照度计,这些数字仪表可以应用在电路中进行各种电路参数的测量。 3. 电阻、电容及器件平台:此平台配备各种电阻、电容、二极管、三极管、集成运算放大器、光电耦合器件,学生在此平台灵活搭建电路来完成实验。...
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一、产品概述
      TYK-GDS01型 光电技术综合实训平台是由光学导轨、数字仪表及电子元器件平台、52单片机设计组件及CCD设计组件等部分构成,仪器配备各种电源接口及0-200V 高压可调电源和0-12V低压可调电源,可为学生搭建各种实验电路提供电源。学生能够利用平台自行搭建各种光学系统、光电传感器的变换及处理电路,完成各种关于光电技术方面的应用开发设计,从各方面提高学生的动脑动手能力及创新意识,帮助高校培养光电技术人才。
 1. 光学导轨:可利用导轨滑块自行调节光学配件的距离,配合电子元器件搭建出几何光学、物理光学、光电检测与光电控制等系统,并与仪器内部的数据采集系统相结合完成各种实验系统。
 2. 数字仪表平台:平台提供2块数字电压表(四位半),2块数字电流表(四位半)和1块自动更换量程的数字照度计,这些数字仪表可以应用在电路中进行各种电路参数的测量。
 3. 电阻、电容及器件平台:此平台配备各种电阻、电容、二极管、三极管、集成运算放大器、光电耦合器件,学生在此平台灵活搭建电路来完成实验。
 4. 52单片机程序下载平台:学生在此平台来完成有关单片机方面的设计实验也可做毕业设计、创新设计。
 5. 线阵CCD驱动电路平台:学生在此平台自行设计线阵CCD驱动电路。
 6. 现场可编程逻辑器件(CPLD)设计平台:通过CPLD进行开发设计,提高学生动脑能力。
 7. 计算机功能软件:平台配备有各种功能软件,包括线阵CCD尺寸测量、角度测量、位移测量、条码识别、图像扫描软件,面阵CCD边缘与轮廓检测、物体的尺寸测量、图像的点运算、图像的几何变换、图像采集与参数设置、投影与差影图像分析、图像的滤波与增强、形态学处理、旋转与缩放、颜色识别与变换等图像处理软件。不但提供DEMO演示软件还提供SDK软件开发包,供学生进行二次开发。


二、教学目的
 1. 了解并掌握各种光学配件及其实验的原理和应用;
 2. 了解并掌握各种光电传感器的工作原理、变换电路、处理电路;
 3. 了解并掌握52单片机程序编写;
 4. 了解并掌握52单片机外围电路设计;
 5. 了解CPLD的应用开发技术;
三、配置内容 
   光电二极管2只;光电三极管2只;光敏电阻2只;硅光电池1只;发光二极管R、G、B、W四色各1只;PIN光电二极管1只;雪崩光电二极管(APD)1只;UVM-30A紫外线探测传感器1只; LED点光源装置1支; 光电器件安装装置2件;热释电实验装置1件;PSD实验装置1件;光栅莫尔条纹实验装置1件;四象限光电传感器及实验装置1套;线阵CCD相机及夹持器1套;彩色面阵CCD相机与相机夹持器1套; USB2.0接口8位A/D线阵CCD数据采集卡1块;50mm相机镜头1个;彩色面阵CCD图像采集卡1块;面阵CCD图像采集标准图片及夹持装置1套;尺寸测量实验装置1件;倾角测量实验装置1件;条形码识别实验装置1件;振动实验装置1件;52单片机开发系统装置1套;白色远心照明光源1只;650nm点型3mw半导体激光器1只;图像扫描实验装置1件;导轨固定底座4个;导轨底座支撑杆4个;一维调整架2个;一维底座2个;300mm连接线40颗;500mm连接线10颗;
四、技术参数
 1. 数字电压表:精度四位半;量程20V,200V;
 2. 数字电流表:精度四位半;量程20mA,200mA;
 3. 数字照度计:自动更换量程;测量范围0.1~1.999×103x;
 4. 光电二极管:暗电流 ID=±0.1uA;光电流 IL=±80uA;峰值响应 880nm;最高工作电压30V;开关时间50/50ns;光谱范围400~1100nm; 
 5. 光电三极管:集电极-发射极电压30V;发射极-集电极电压5V;集电极电流20mA;
 6. 光敏电阻:暗电阻1.0MΩ;亮电阻8~20KΩ(10Lx);
 7. 硅光电池:开路电压小于500mV;短路电流小于18mA;输出电流小于16.5mA;感光面积10X10mm;
 8. PIN光电二极管:反向电压40V;峰值波长920nm;开路电压0.4V;短路电流85uA;
 9. 雪崩光电二极管(APD):工作电压100V~150V;峰值波长(λp)660nm;
 10. 四象限光电传感器:光敏直径13mm;光谱响应范围380~1100nm;
 11. 一维PSD:光敏区1mm*8mm;光谱响应范围300-1100nm;Ev=1000LX 2856K时,开路电压为0.3V,短路电流为55µA;PSD调整架:位移范围13mm;位移精度0.01mm;
 12. 热释电器件:型号:RE200B;灵敏元面积:2.0×1.0mm2;基片材料:硅;基片厚度:0.5mm;工作波长:5-14µm;平均透过率>75%;
 13. 光电耦合器:型号:4N35;隔离电压:5300V;输入电流:10mA;输出电压:30V;工作温度范围:-55°Cto+100°C;最大正向电流, If:60mA;正向电压Vf最大:1.5V;电压,Vceo:30V;电压,Vf典型值:1.3V;输出电压最大:30V;击穿电压最小:30V;电流传递率(CTR)最小值:100%;
 14. CPLD:最大延迟时间tpd(1)10.0ns;电压电源内部3V~3.6V逻辑元件/逻辑块数目4;宏单元数64;门数1250;输入/输出数34;工作温度0°C~85°C;
 15. 线阵CCD相机:有效像元数2160像元;像元尺寸(μm)14×14×14;灵敏度(V/lx.s)45;动态范围1700;
 16. 彩色面阵CCD相机:有效像元数768(水平)×576(垂直);
 17. 线阵CCD数据采集卡:USB2.0接口、8位A/D数据采集系统;
 18. 彩色面阵CCD图像采集卡:分辨率8bit×3采集;USB2.0接口;
 19. 镜头:焦距50mm;
 20. 电器参数:输入电压AC220V,50Hz;功耗200W;
 21. 接口方式:与计算机连接接口为USB2.0总线接口方式;
 22. 计算机系统配置:19英寸液晶显示器;内存2.0GB;CPU速度高于2.4GHz;硬盘高于250G;USB2.0接口;防水耐用键盘及光电鼠标;
 23. 操作软件:操作系统与Windows2000、WindowsXP、Windows7兼容;
 24. 主机尺寸:700mm×550mm×280mm,重量:24kg,导轨长度:700mm;
五、能够完成的实验内容
(1)光电技术方面实验
 1. 光敏电阻特性参数及其测量;
 2. 光敏电阻伏安特性实验;
 3. 光敏电阻的变换电路;
 4. 光敏电阻时间响应特性;
 5. 光电二极管光照灵敏度的测量;
 6. 光电二极管伏安特性的测量;
 7. 光电二极管时间响应特性的测量;
 8. 硅光电池在不同偏置状态下的特性参数及其测量;
 9. 测量硅光电池在反向偏置下的时间响应;
 10. 光电三极管光照灵敏度的测量;
 11. 光电三极管伏安特性的测量;
 12. 光电三极管时间响应的测量;
 13. 光电三极管光谱特性的测量;
 14. 光电耦合器电流传输比的测量;
 15. 光电耦合器件伏安特性的测量;
 16. 光电耦合器件时间相应的测量;
 17. 热释电器件基本原理实验;
 18. 热释电器件光谱响应的测试实验;
 19. PSD位移传感器特性参数的测量;
 20. 四象限光电传感特性实验;
 21. 雪崩光电二极管(APD)特性实验;
 22. PIN光电二极管特性实验;
 23. 线阵CCD驱动系统设计实验;
 24. 太阳能电池实验;
 25. 光电测距实验;
 26. 光调制解调实验;
(2)光电检测技术实验
 1. 线阵CCD原理与驱动特性
 2. 线阵CCD输出特性的测量
 3. 利用线阵CCD进行物体外形尺寸的测量
 4. 线阵CCD的A/D数据采集
 5. 用软件提取边缘信号的二值化
 6. 利用线阵CCD测量物体的倾斜角度
 7. 条形码的测量与识别实验
 8. 用线阵CCD测量物体的振动
 9. 利用线阵CCD进行图像扫描
 10. 光栅与莫尔条纹实验;
 11. 面阵CCD原理与驱动实验;
 12. 利用面阵CCD测量物体外形尺寸;
 13. 利用面阵CCD提取物体的边缘与轮廓;
 14. 利用面阵CCD进行图像采集与参数设置;
 15. 利用面阵CCD进行投影与差影图像分析;
 16. 利用面阵CCD进行图像的滤波与增强;
 17. 利用面阵CCD进行形态学处理;
 18. 利用面阵CCD进行物体的旋转与缩放;
 19. 利用面阵CCD对颜色识别;
 20. 利用面阵CCD进行图像信息的点运算;
 21. 利用面阵CCD进行图像的几何变换;
 22. 利用面阵CCD进行数据采集实验;
(3)二次开发实验(52单片机开发实验)
 1. 52单片机程序编写实验;
 2. 52单片机外围电路设计实验;
 3. 基于52单片机的数字时钟设计实验;
(4)CPLD应用技术方面的实验
 1. 编写与设计时钟逻辑电路实验;
 2. 编写与设计2160像元的线阵CCD驱动电路实验;
 3. 编写与设计线阵CCD二值化数据采集系统逻辑电路;
六、平台配套文件资料
 1. 实验指导书1本;
 2. 软件:平台软、硬件使用手册等内容;
 3. 实验录像光盘1套 ;
备注:客户自行配置示波器。