ZR-GDS01型 光电技术综合实验台

一、设备基础简介
ZR-GDS01型 光电技术综合实训台是由光学导轨、数字仪表及电子元件平台、52单片机设计结合套件及CCD设计结合套件等部分包括，仪表器具配备装备各种电源连接口及0-200V 高压可调电源和0-12V低压可调电源，可为学员搭建各种实训电子回路提供电源。学员能够运用平台自行搭建各种光学系统、光电传感器的变换及处置整理电子回路，完成各种关于光电技术方面的应用研发设计，从各方面提升学员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：可运用导轨滑块自行调动光学备品备件的距离，协作电子元件搭建出几何光学、物理光学、光电检验测试与光电控制等系统，并与仪表器具内部的数值收集系统相集合完成各种实训系统。
2. 数字仪表平台：平台提供2块数字电压（V）表（四位半），2块数字电流（A）表（四位半）和1块自动更换测量范围的数字照度计，这些数字仪表可以应用在电子回路中实行各种电子回路功能数值的测量。
3. 电阻、电容及器件平台：此平台配备装备各种电阻、电容、二极管、三极管、包括运算放大器、光电耦合器件，学员在此平台灵活搭建电子回路来完成实训。
4. 52单片机程序下载平台：学员在此平台来完成有关单片机方面的设计实训也可做毕业设计、创新设计。
5. 线阵CCD驱动电子回路平台：学员在此平台自行设计线阵CCD驱动电子回路。
6. 现场可编程逻辑器件（CPLD）设计平台：经过CPLD实行研发设计，提升学员动脑能力。
7. 计算机数值功能系统：平台配备装备有各种功能系统，含有概括线阵CCD尺寸测量、角度测量、位移测量、条码识别、图像扫描系统，面阵CCD边缘与轮廓检验测试、物体的尺寸测量、图像的点运算、图像的几何变换、图像收集与功能数值设定、投影与差影图像解析、图像的滤波与增强、形态学处置整理、旋转与缩放、颜色识别与变换等图像处置整理系统。不但提供DEMO演示系统还提供SDK系统研发包，供学员实行二次研发。

二、教学目的
1. 理解并掌控把握各种光学备品备件及其实训的原理和应用；
2. 理解并掌控把握各种光电传感器的作业原理、变换电子回路、处置整理电子回路；
3. 理解并掌控把握52单片机程序语言编写；
4. 理解并掌控把握52单片机外围电子回路设计；
5. 理解CPLD的应用研发技术；
三、配备内容
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； 光电器件装配装置2件；热释电实训装置1件；PSD实训装置1件；光栅莫尔条纹实训装置1件；四象限光电传感器及实训装置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连接口8位A/D线阵CCD数值收集卡1块；50mm相机镜头1个；彩色面阵CCD图像收集卡1块；面阵CCD图像收集标准图片及夹持装置1套；尺寸测量实训装置1件；倾角测量实训装置1件；条形码识别实训装置1件；振动实训装置1件；52单片机研发系统装置1套；白色远心照明光源1只；650nm点型3mw半导体激光器1只；图像扫描实训装置1件；导轨固定底座4个；导轨底座支撑杆4个；一维调节架2个；一维底座2个；300mm连接线40颗；500mm连接线10颗；
四、技术功能数值
1. 数字电压（V）表：精确度四位半；测量范围20V,200V；
2. 数字电流（A）表：精确度四位半；测量范围20mA,200mA；
3. 数字照度计：自动更换测量范围；测量界限0.1～1.999×10３x；
4. 光电二极管：暗电流（A） ID=±0.1uA；光电流（A） IL=±80uA；峰值响应 880nm；最高作业电压（V）30V；开关时间50/50ns；光谱界限400～1100nm；
5. 光电三极管：集电极-发射极电压（V）30V；发射极-集电极电压（V）5V；集电极电流（A）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（V）小于500mV；短路电流（A）小于18mA；输出电流（A）小于16.5mA；感光面积10X10mm；
8. PIN光电二极管：反向电压（V）40V；峰值波长920nm；开路电压（V）0.4V；短路电流（A）85uA；
9. 雪崩光电二极管（APD）：作业电压（V）100V～150V；峰值波长（λp）660nm；
10. 四象限光电传感器：光敏直径13mm；光谱响应界限380～1100nm；
11. 一维PSD：光敏区1mm*8mm；光谱响应界限300-1100nm；Ev=1000LX 2856K时，开路电压（V）为0.3V，短路电流（A）为55µA；PSD调节架：位移界限13mm；位移精确度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；作业波长：5-14µm；平均透过率＞75%；
13. 光电耦合器：型号：4N35；隔离电压（V）:5300V；写入电流（A）:10mA；输出电压（V）:30V；作业温度（℃）界限:-55°Cto+100°C；最大正向电流（A）, If:60mA；正向电压（V）Vf最大:1.5V；电压（V）,Vceo:30V；电压（V）,Vf经典型值:1.3V；输出电压（V）最大:30V；击穿电压（V）最小:30V；电流（A）传递率(CTR)最小值:100%；
14. CPLD:最大延迟时间tpd(1)10.0ns；电压（V）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；写入/输出数34；作业温度（℃）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；感知度(V/lx.s)45；动态界限1700；
16. 彩色面阵CCD相机：有效像元数768（水平）×576（垂直）；
17. 线阵CCD数值收集卡：USB2.0连接口、8位A/D数值收集系统；
18. 彩色面阵CCD图像收集卡：分辨率8bit×3收集；USB2.0连接口；
19. 镜头：焦距50mm；
20. 电器功能数值：写入电压（V）AC220V，50Hz；功耗200W；
21. 连接口方法：与计算机数值连接连接口为USB2.0总线连接口方法；
22. 计算机数值系统配备：19英寸液晶显露器；内部存储2.0GB；CPU速度高于2.4GHz；硬盘高于250G；USB2.0连接口；防水浸耐用键盘及光电鼠标；
23. 实操系统：实操系统与Windows2000、WindowsXP、Windows7兼容；
24. 主机尺寸：700mm×550mm×280mm，重量（kg）：24kg，导轨长度：700mm；
五、能够完成的实训内容
（1）光电技术方面实训
1. 光敏电阻特性功能数值及其测量；
2. 光敏电阻伏安特性实训；
3. 光敏电阻的变换电子回路；
4. 光敏电阻时间响应特性；
5. 光电二极管光照感知度的测量；
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. 硅光电池在不一样偏置状态下的特性功能数值及其测量；
9. 测量硅光电池在反向偏置下的时间响应；
10. 光电三极管光照感知度的测量；
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（A）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. 热释电器件基础原理实训；
18. 热释电器件光谱响应的测量试验实训；
19. PSD位移传感器特性功能数值的测量；
20. 四象限光电传感特性实训；
21. 雪崩光电二极管（APD）特性实训；
22. PIN光电二极管特性实训；
23. 线阵CCD驱动系统设计实训；
24. 太阳能电池实训；
25. 光电测距实训；
26. 光调制解调实训；
（2）光电检验测试技术实训
1. 线阵CCD原理与驱动特性
2. 线阵CCD输出特性的测量
3. 运用线阵CCD实行物体外观尺寸的测量
4. 线阵CCD的A/D数值收集
5. 用系统提取边缘信号的二值化
6. 运用线阵CCD测量物体的倾斜角度
7. 条形码的测量与识别实训
8. 用线阵CCD测量物体的振动
9. 运用线阵CCD实行图像扫描
10. 光栅与莫尔条纹实训；
11. 面阵CCD原理与驱动实训；
12. 运用面阵CCD测量物体外观尺寸；
13. 运用面阵CCD提取物体的边缘与轮廓；
14. 运用面阵CCD实行图像收集与功能数值设定；
15. 运用面阵CCD实行投影与差影图像解析；
16. 运用面阵CCD实行图像的滤波与增强；
17. 运用面阵CCD实行形态学处置整理；
18. 运用面阵CCD实行物体的旋转与缩放；
19. 运用面阵CCD对颜色识别；
20. 运用面阵CCD实行图像信息的点运算；
21. 运用面阵CCD实行图像的几何变换；
22. 运用面阵CCD实行数值收集实训；
（3）二次研发实训（52单片机研发实训）
1. 52单片机程序语言编写实训；
2. 52单片机外围电子回路设计实训；
3. 基于52单片机的数字时钟设计实训；
（4）CPLD应用技术方面的实训
1. 编写与设计时钟逻辑电子回路实训；
2. 编写与设计2160像元的线阵CCD驱动电子回路实训；
3. 编写与设计线阵CCD二值化数值收集系统逻辑电子回路；
六、平台配套文件图纸文档实训指导书
1. 实训指导书1本；
2. 系统：平台软、硬件使用手册等内容；
3. 实训影像光盘1套 ；
备注：客户自行配备示波器。