現(xiàn)代光電儀器共性技術(shù)與系統(tǒng)集成

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)、全面地論述了現(xiàn)代光電儀器的共性技術(shù)和設(shè)計方法。從儀器設(shè)計的基本方法和原理入手，根據(jù)光電儀器的主要共性技術(shù)，詳細(xì)地講解了光電儀器的設(shè)計和系統(tǒng)集成，并且給出了大量翔實的案例。全書分為6章，包括儀器設(shè)計概述、現(xiàn)代儀器設(shè)計方法、光電儀器主要共性技術(shù)、光電精密儀器的總體設(shè)計、智能光電儀器設(shè)計，以及現(xiàn)代光電儀器設(shè)計案例。　　本書內(nèi)容完整、文字簡潔、條理分明、概念清晰、觀點統(tǒng)一、易于理解，適合作為高等院校光電及相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教材或教學(xué)參考書，對于從事光電及相關(guān)領(lǐng)域工作的科研人員和工程技術(shù)人員也有很高的參考價值。

作者簡介

蕭澤新，教授，博士生導(dǎo)師，桂林電子科技大學(xué)光機電一體化研究所所長。中國光學(xué)學(xué)會理事，中國儀器儀表學(xué)會光機電技術(shù)與系統(tǒng)集成分會常務(wù)理事，中國兵工學(xué)會光學(xué)專業(yè)委員會常務(wù)委員，廣西光學(xué)學(xué)會副理事長，中南·廣西金工研究會副理事長，《光學(xué)技術(shù)》和《光學(xué)與光電技術(shù)》雜志編委。長期從事光學(xué)工程，精密機械及儀器、機械電子工程等學(xué)科的科研、教學(xué)工作，主要研究領(lǐng)域為工程光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，光機電一體化、光電儀器智能化、工業(yè)在線檢測技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等。主持或主研的項目，有20多項成果具有國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先或國內(nèi)先進水平，多次獲國家技術(shù)開發(fā)優(yōu)秀成果獎和廣西科技進步獎。發(fā)表論文70多篇，被EI、ISTP收錄近30篇，獨著和主編著作4部，獲準(zhǔn)專利5項。

書籍目錄

第1章 儀器設(shè)計概論　1.1 光電儀器與系統(tǒng)概述　　1.1.1 光電系統(tǒng)的構(gòu)成　　1.1.2 光電系統(tǒng)的組元　　1.1.3 現(xiàn)代儀器系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)　1.2 計量類光電儀器的基本設(shè)計原則　　1.2.1 阿貝（Abbe）原則　　1.2.2 愛彭斯坦（Appenstein）原則　　1.2.3 運動學(xué)設(shè)計原則　　1.2.4 經(jīng)濟性原則　　1.2.5 光學(xué)自適應(yīng)原則　　1.2.6 其他設(shè)計原則　1.3 光電系統(tǒng)智能化　　1.3.1 微電子技術(shù)的應(yīng)用　　1.3.2 計算機在光學(xué)儀器中的應(yīng)用第2章 現(xiàn)代儀器設(shè)計方法　2.1 現(xiàn)代設(shè)計科學(xué)與設(shè)計方法學(xué)簡介　　2.1.1 概述　　2.1.2 現(xiàn)代設(shè)計科學(xué)的研究內(nèi)容與特征　　2.1.3 現(xiàn)代設(shè)計科學(xué)的理論與方法簡介　　2.1.4 現(xiàn)代設(shè)計科學(xué)在設(shè)計實踐中的應(yīng)用　2.2 人機工程設(shè)計　　2.2.1 引言　　2.2.2 人眼的視覺特性　　2.2.3 色覺和色度　　2.2.4 顯示裝置的設(shè)計與布置　　2.2.5 作業(yè)空間與作業(yè)環(huán)境　2.3 可靠性設(shè)計　　2.3.1 評定可靠性的數(shù)量指標(biāo)　　2.3.2 幾種常用的壽命分布及其特性　　2.3.3 幾種常見的可靠度計算方法　　2.3.4 可靠度的分配　2.4 現(xiàn)代儀器儀表綜合化設(shè)計　　2.4.1 創(chuàng)新設(shè)計　　2.4.2 組合技術(shù)設(shè)計　　2.4.3 產(chǎn)品的商品化設(shè)計　　2.4.4 反求工程與創(chuàng)新設(shè)計第3章 光電儀器主要共性技術(shù)　3.1 光學(xué)系統(tǒng)與光電探測器　　3.1.1 光學(xué)系統(tǒng)　　3.1.2 光電探測器　3.2 瞄準(zhǔn)定位與讀數(shù)測微系統(tǒng)　　3.2.1 光學(xué)瞄準(zhǔn)法　　3.2.2 光電瞄準(zhǔn)法　　3.2.3 接觸式定位法　　3.2.4 光學(xué)-機械式讀數(shù)裝置　　3.2.5 光柵的光電讀數(shù)　3.3 自動調(diào)焦（軸向定位）　　3.3.1 幾種典型的軸向定位方法　　3.3.2 光學(xué)顯微鏡光電自動調(diào)焦技術(shù)　　3.3.3 自動顯微鏡實時快速調(diào)焦技術(shù)　3.4 CCD與CMOS圖像傳感技術(shù)　　3.4.1 CCD圖像傳感器　　3.4.2 CCD圖像測量技術(shù)　　3.4.3 基于CMOS的顯微圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計　　3.4.4 CMOS與CCD圖像傳感技術(shù)的最新發(fā)展第4章 光電精密儀器的總體設(shè)計　4.1 設(shè)計任務(wù)與信號轉(zhuǎn)換　　4.1.1 設(shè)計任務(wù)分析　　4.1.2 信號轉(zhuǎn)換原理的選擇　4.2 精度分析和精度設(shè)計　　4.2.1 概述　　4.2.2 誤差傳遞分析計算方法　　4.2.3 誤差的合成　　4.2.4 儀器的精度設(shè)計　　4.2.5 誤差補償　4.3 總體參數(shù)的確定方法　4.4 光電系統(tǒng)中參數(shù)的確定　　4.4.1 入瞳直徑的計算　　4.4.2 探測器位于像面上的結(jié)構(gòu)　　4.4.3 光源像大于探測器的結(jié)構(gòu)　　4.4.4 探測器位于出瞳上的結(jié)構(gòu)　4.5 目視光學(xué)系統(tǒng)基本參數(shù)的確定　　4.5.1 光源　　4.5.2 顯微系統(tǒng)及其參數(shù)確定　　4.5.3 投影系統(tǒng)及其參數(shù)確定　　4.5.4 望遠(yuǎn)系統(tǒng)及其參數(shù)確定　4.6 總體設(shè)計舉例第5章 智能光電系統(tǒng)設(shè)計第6章 現(xiàn)代光電儀器設(shè)計案例參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章 儀器設(shè)計概論1.1 光電儀器與系統(tǒng)概述儀器是傳遞和轉(zhuǎn)換信息的工具，它是各類儀器儀表、傳感器及觀察、監(jiān)控、測試、分析設(shè)備的總稱。生產(chǎn)發(fā)展依靠科技，科技進步離不開儀器。據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局統(tǒng)計，美國阿波羅登月計劃總投資約200億美元，其中用于測量和試驗的費用達100～110億美元，占總投資的一半，僅此一例便可說明儀器儀表學(xué)科在自然科學(xué)與國民經(jīng)濟的發(fā)展中具有十分重要的地位與作用。光電儀器與系統(tǒng)是儀器儀表的一個重要分支，它是傳統(tǒng)的與現(xiàn)代的光學(xué)機械技術(shù)與電子技術(shù)、激光技術(shù)、計算機技術(shù)的集成。人們在認(rèn)識世界的過程中大約有80％的信息是通過視覺獲取的。光電儀器將人們的視覺擴展到遠(yuǎn)至星際距離，小至原子尺寸，其特點是能把輻射通量中包含的目標(biāo)尺寸、形狀、位置和能量等光學(xué)信息轉(zhuǎn)變成電信號輸出，因而可以運用現(xiàn)代電子學(xué)的一切成果來處理光學(xué)信息。目前光學(xué)技術(shù)與光電儀器已滲透到國民經(jīng)濟各部門，得到了廣泛的應(yīng)用。由于光電儀器種類繁多，本書不可能也無必要逐一進行詳細(xì)討論。本書重點是介紹具有普遍意義的計量光電精密儀器的設(shè)計理論與方法，以及醫(yī)用光電儀器的主要共性技術(shù)和系統(tǒng)集成。1.1.1 光電系統(tǒng)的構(gòu)成光電系統(tǒng)種類繁多，按系統(tǒng)工作的光譜區(qū)域，可分成紫外光、可見光和紅外光三大類光譜區(qū)工作光電系統(tǒng)；按照明方式的不同，可分為主動式和被動式兩類，被動式光電系統(tǒng)利用目標(biāo)自身的輻射探測目標(biāo)，而主動式光電系統(tǒng)則需要另外的照明光源；按用途不同，可分為光學(xué)計量系統(tǒng)、物理光學(xué)系統(tǒng)、顯微系統(tǒng)、測繪系統(tǒng)、光學(xué)測試系統(tǒng)、天文光學(xué)系統(tǒng)、醫(yī)用光學(xué)系統(tǒng)和軍用光學(xué)系統(tǒng)等。

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