光電檢測技術(高職高專電子製造類專業規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳文明 著

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• 電子製造
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040309782

商品編碼：29692233119

包裝：平裝

齣版時間：2010-12-01

基本信息

書名:光電檢測技術(高職高專電子製造類專業規劃教材)

定價：14.00元

售價：9.5元,便宜4.5元,摺扣67

作者:吳文明

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2010-12-01

ISBN：9787040309782

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.922kg

編輯推薦

吳文明主編的《光電檢測技術》是高職高專電子製造類專業規劃教材。教材係統介紹瞭光電檢測技術的基本概念，各類光電器件的工作原理、特性和典型應用等。全書共分6章，主要內容包括：光的度量、發光器件、光電導探測器的應用、結型光電探測器的應用、光電倍增管的應用及光電成像器件的應用。為瞭幫助學生和教師掌握知識點，每章都編寫瞭習題。

內容提要

吳文明主編的《光電檢測技術》係統介紹瞭光電檢測技術的基本概念，各類光電器件的工作原理、特性和典型應用等。主要內容包括：光的度量、發光器件、光電導探測器的應用、結型光電探測器的應用、光電倍增管的應用及光電成像器件的應用。《光電檢測技術》包含較多的光電檢測技術應用項目，可以用於項目製教學。《光電檢測技術》將理論與實踐相融閤，既係統闡述瞭光電檢測技術的基本概念和基本知識，又加強瞭其實踐應用的描述和分析。《光電檢測技術》可作為高職高專院校、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院光電子專業、檢測技術及應用等相關專業的教學用書，並可作為社會從業人士的業務參考書及培訓用書。

目錄

章 光的度量 1.1 輻射度量 1.2 光度的基本物理量 1.3 光度量基本定律 1.4 照度計與亮度計 1.4.1 照度計 1.4.2 亮度計 習題第2章 發光器件 2.1 發光二極管 2.1.1 發光二極管的發光機理 2.1.2 發光二極管的結構與分類 2.1.3 發光二極管的特性 2.1.4 白光LED 2.1.5 發光二極管的簡單檢測 2.1.6 發光二極管的應用 2.2 激光器 2.2.1 激光工作原理 2.2.2 激光器的結構 2.2.3 激光的特性 2.2.4 激光的應用 習題第3章 光電導探測器的應用 3.1 光電導探測器的工作原理 3.2 光敏電阻的結構及分類 3.2.1 光敏電阻的結構 3.2.2 光敏電阻的分類 3.3 光敏電阻的特性 3.3.1 光敏電阻特性的測試電路 3.3.2 光敏電阻的光電特性 3.3.3 光敏電阻的光譜特性 3.3.4 光敏電阻的頻率特性 3.3.5 光敏電阻的伏安特性 3.3.6 光敏電阻的前曆效應 3.4 光敏電阻的應用 3.4.1 光敏電阻應用的注意事項 3.4.2 光敏電阻應用實例 習題第4章 結型光電探測器的應用 4.1 結型半導體光伏效應 4.1.1 半導體PN結 4.1.2 光照下的半導體PN結——光伏效應 4.2 光電池 4.2.1 光電池的結構與原理 4.2.2 光電池的特性 4.2.3 光電池在太陽能利用中的應用 4.2.4 光電池在光電檢測中的應用 4.3 光電二極管 4.3.1 光電二極管的結構與原理 4.3.2 光電二極管的特性 4.3.3 光電二極管的簡易檢測 4.3.4 光電二極管在光電檢測與控製中的應用 4.4 光電三極管 4.4.1 光電三極管的結構與工作原理 4.4.2 光電三極管的特性 4.4.3 光電三極管的簡易檢測 4.4.4 光電三極管的應用 4.5 光電開關與光電耦閤器 4.5.1 光電開關 4.5.2 光電耦閤器 4.6 光電位置探測器 4.6.1 象限探測器 4.6.2 PSD位置探測器 習題第5章 光電倍增管的應用 5.1 光電倍增管的工作原理 5.1.1 光電發射效應 5.1.2 光電倍增管的工作原理 5.1.3 光電信增管的組成 5.2 光電倍增管的主要參量與特性 5.3 光電倍增管的應用 5.3.1 光電倍增管供電電路 5.3.2 光電倍增管供電電路的高壓穩壓源 5.3.3 光電倍增管信號的放大 5.3.4 光電倍增管使用注意事項 5.3.5 光電倍增管的應用實例 習題第6章 光電成像器件的應用 6.1 CCD圖像傳感器 6.1.1 CCD的結構與工作原理 6.1.2 CCD的特性 6.1.3 CCD圖像傳感器的類型及形式 6.1.4 CCD圖像傳感器的應用 6.2 CMOS圖像傳感器 6.3 變像管與像增強管 6.3.1 變像管 6.3.2 圖像增強管 習題參考文獻

作者介紹

文摘

序言

光電檢測技術（高職高專電子製造類專業規劃教材） 內容簡介 本書作為一本麵嚮高職高專電子製造類專業學生的規劃教材，旨在係統、深入地闡述光電檢測技術的原理、方法、應用與實踐。教材內容緊密結閤當前電子製造行業的實際需求，注重理論與實踐的結閤，力求培養學生紮實的專業基礎、精湛的操作技能以及良好的創新意識。 第一章 引言 本章將為讀者建立起光電檢測技術的基本認知框架。首先，我們將探討光電檢測技術的概念、發展曆程及其在現代工業，特彆是電子製造領域中的重要地位和廣泛應用。通過對傳感器技術、信息采集與處理、自動化控製等相關領域的簡要介紹，讓讀者理解光電檢測技術是如何與這些關鍵技術相互融閤，共同推動産業進步的。其次，本章將明確本書的編寫目標、適用對象以及學習方法，為後續內容的學習奠定基礎。最後，將概述光電檢測技術在電子製造流程中的典型應用場景，例如産品外觀檢測、尺寸測量、缺陷識彆、裝配定位等，激發讀者的學習興趣，使其對本書的學習內容有一個初步的認識和整體的把握。 第二章 光的基本性質與光學基礎 要掌握光電檢測技術，必須先理解光的本質。本章將從物理學的角度齣發，詳細介紹光的波動性與粒子性，包括光的乾涉、衍化、衍射等現象，這些光學原理是許多光電檢測器件工作的基礎。同時，我們將深入講解光的傳播規律，如反射、摺射、全反射等，並結閤生活中的實例，如透鏡成像、棱鏡分光等，加深讀者對這些基本概念的理解。此外，本章還會觸及光的吸收、發射與散射等特性，為後續介紹不同類型的光電器件及其工作原理打下鋪墊。對於涉及到的相關公式和定理，將通過清晰的推導和圖示加以說明，確保讀者能夠掌握其物理意義和應用方法。 第三章 光源與光電探測器 本章是光電檢測技術的核心組成部分。我們將詳細介紹各類常用的光源，包括白熾燈、熒光燈、鹵素燈、LED（發光二極管）以及激光器等。針對每種光源，將深入分析其發光原理、光譜特性、光強分布、穩定性以及在光電檢測中的適用性。重點將放在LED和激光器，介紹它們的結構、工作特點、調製方式以及在精密測量和成像中的優勢。 隨後，本章將係統介紹各種光電探測器的基本原理、結構特點、性能參數以及典型應用。這包括： 光電導效應探測器： 如硫化鎘（CdS）、硒化鋅（ZnSe）等光敏電阻，介紹其對光的響應機製、靈敏度、響應速度以及在光照度檢測、光開關等領域的應用。 光生伏特效應探測器： 如光電池、太陽能電池，講解其在光能轉換以及作為獨立供電的光電傳感器的應用。 光電倍增管（PMT）： 詳細闡述其內部電子倍增機製，分析其超高的靈敏度和寬廣的動態範圍，以及在微弱光信號檢測、核輻射探測等方麵的應用。 光電二極管（PD）和光電三極管： 重點介紹其PN結或PIN結結構，不同偏置方式下的工作模式（光電導模式和光伏模式），以及它們在光通信、遙控、光信號檢測等領域的廣泛應用。 CCD（電荷耦閤器件）和CMOS（互補金屬氧化物半導體）圖像傳感器： 深入解析其成像原理、像素結構、信號讀齣方式，並分析其在數字成像、機器視覺檢測中的關鍵作用，對比兩種技術的優劣勢。 本章的講解將貫穿大量的原理圖、結構示意圖和性能麯綫圖，並提供實際選型時需要考慮的關鍵參數及其影響因素，幫助學生理解各種探測器的性能差異和適用場景。 第四章 光電信號的調理與處理 光電探測器輸齣的原始信號往往是微弱的、帶有噪聲的，或者不符閤後續處理的要求。因此，光電信號的調理與處理是實現有效光電檢測的關鍵環節。本章將係統介紹信號調理電路的設計與實現，包括： 放大電路： 針對不同信號強度，講解精密放大電路的設計，如跨阻放大器（TIA）用於光電二極管，儀錶放大器用於小信號測量等。重點關注放大器的帶寬、噪聲、綫性度等性能指標。 濾波電路： 介紹不同類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）及其在去除噪聲、提取有用信號方麵的作用。講解有源濾波和無源濾波的設計方法，以及濾波器截止頻率、阻尼係數等參數的選擇。 信號轉換電路： 包括電壓-電流轉換、電流-電壓轉換、模擬-數字轉換（ADC）等。詳細介紹ADC的原理、分辨率、采樣率等關鍵參數，以及不同類型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型）的特點和應用。 基準電壓與偏置電路： 講解穩定可靠的基準電壓源在信號調理中的重要性，以及如何設計閤適的偏置電路以確保探測器工作在綫性區域。 鎖相放大器（Lock-in Amplifier）： 詳細闡述其在檢測微弱交流信號、抑製隨機噪聲方麵的原理和應用，這對於在強噪聲環境下進行精密測量尤為重要。 本章將結閤實際的電路圖和仿真分析，讓學生掌握信號調理的基本設計思路和常用技巧。 第五章 光電檢測的基本原理與方法 本章將聚焦於光電檢測技術在實際應用中的幾種核心原理和測量方法。 光強度檢測： 介紹利用光電探測器測量光強的基本方法，包括直接測量和相對測量。講解影響光強測量的因素，如光源穩定性、探測器響應一緻性、幾何因素等。 光信號的調製與解調： 闡述如何通過調製技術（如幅度調製、頻率調製）提高光信號的信噪比，以及相應的解調方法。 光電測距原理： 詳細介紹基於時間飛行（Time-of-Flight, TOF）、相位差、三角測量等原理的光電測距技術。例如，介紹激光測距儀的工作原理。 光電測速原理： 講解如何利用多普勒效應（如激光多普勒測速）或間接測量位移與時間關係來測定速度。 光電角度測量原理： 介紹通過編碼盤、角度編碼器等實現角度測量的技術。 光電成像與識彆原理： 結閤CCD/CMOS傳感器，介紹圖像采集、預處理（如灰度化、二值化、噪聲抑製），以及基本的圖像識彆技術，如邊緣檢測、特徵提取、模闆匹配等，為後續的機器視覺應用打下基礎。 本章將通過大量的圖示和實例，清晰地展示不同檢測原理的物理模型和數學描述，幫助學生理解其應用場景。 第六章 光電檢測在電子製造中的應用（一）：外觀與尺寸檢測 本章將聚焦於光電檢測技術在電子製造領域最常見的兩大應用：外觀檢測和尺寸測量。 外觀檢測： 錶麵缺陷檢測： 介紹如何利用不同照明方式（如透射光、反射光、暗場、明場、同軸光）來突齣錶麵缺陷，如劃痕、汙點、氣泡、縮孔、擦傷等。講解如何結閤圖像處理算法（如閾值分割、形態學處理、邊緣檢測）來自動識彆和量化這些缺陷。 顔色與色差檢測： 介紹如何使用彩色CCD/CMOS相機，結閤色彩空間轉換（如RGB、HSV）和色差計算公式（如ΔE），實現産品的顔色一緻性檢測。 字符與標識檢測： 講解如何利用OCR（光學字符識彆）技術，自動識彆産品上的序列號、批號、日期代碼等信息，確保追溯性。 圖案與布局檢測： 介紹如何通過模闆匹配、特徵點匹配等方法，驗證印刷電路闆（PCB）上的焊盤、走綫、元件標記等是否正確。 尺寸測量： 輪廓測量： 介紹如何利用綫陣CCD或圖像傳感器，配閤激光綫掃描或暗場成像，精確測量産品的輪廓尺寸，如直徑、長度、寬度、高度等。 三維輪廓測量： 講解結構光、激光三角測量等技術，如何獲取産品的三維點雲數據，進而進行復雜的尺寸和形貌分析。 間隙與壁厚測量： 介紹通過透射光或特殊照明方式，測量産品內部結構或連接處的間隙或壁厚。 錶麵形貌分析： 結閤顯微成像技術，分析産品的錶麵粗糙度、微小特徵尺寸等。 本章將結閤具體的電子製造産品（如PCB、元器件、連接器、顯示麵闆等），提供詳細的應用案例分析，展示光電檢測技術如何提高生産效率、提升産品質量。 第七章 光電檢測在電子製造中的應用（二）：裝配、定位與特殊檢測 本章將繼續深入探討光電檢測技術在電子製造中的其他重要應用，包括裝配、定位以及一些特殊領域的檢測。 裝配與定位： PCB貼裝引導： 詳細介紹機器視覺係統如何識彆PCB闆上的基準點（fiducial marks），引導貼片機（SMT）精確放置元器件。 元器件焊接檢測： 講解利用相機進行焊點外觀檢測，判斷焊點形狀、大小、锡量是否閤格，以及是否存在虛焊、橋接等缺陷。 連接器對準與插接檢測： 介紹如何利用視覺引導，實現連接器的精確對準和插入過程的監控。 機器人視覺引導： 講解機器視覺係統如何為工業機器人提供實時的環境感知信息，實現抓取、搬運、裝配等任務的精確引導。 特殊檢測： 光學顯微鏡與工業內窺鏡： 介紹這些工具在檢查PCB內部連接、微小元器件、産品內部結構等方麵的作用。 X射綫成像技術： 簡要介紹X射綫在檢測元器件內部封裝、焊接質量、內部結構等方麵的應用，並與其他光電檢測技術進行對比。 紅外熱成像檢測： 講解紅外相機如何檢測電子設備的工作溫度分布，用於發現過熱點、散熱不良等問題。 光譜分析技術： 簡要介紹利用光譜儀進行材料成分分析、染料檢測、錶麵塗層檢測等。 本章將通過大量的實際工作場景模擬和案例分析，讓學生深刻理解光電檢測技術在保障自動化生産綫高效、準確運行中的關鍵作用。 第八章 光電檢測係統的設計與實現 本章將引導學生掌握設計和實現一個完整的光電檢測係統的基本流程和關鍵考慮因素。 需求分析與方案設計： 講解如何根據具體的檢測任務，明確檢測目標、精度要求、檢測速度、環境條件等，並初步選擇閤適的光源、探測器、光學元件和處理算法。 光學係統設計： 涉及鏡頭選擇（焦距、光圈、視場角）、照明方式設計、濾光片選擇、像麵設計等。 硬件選型與集成： 包括選擇閤適的相機、光源控製器、信號調理模塊、數據采集卡、嵌入式係統或工控機等，以及各模塊之間的接口與連接。 軟件開發與算法實現： 介紹常用的圖像處理庫（如OpenCV）、機器視覺平颱（如Halcon、Cognex VisionPro），以及如何根據檢測需求編寫控製程序和開發定製化的視覺算法。 係統標定與優化： 講解相機標定、鏡頭畸變校正、測量基準建立等過程，以及如何通過參數調整和算法優化來提高係統的穩定性和測量精度。 係統集成與調試： 介紹實際的係統搭建、連接、參數配置和功能調試過程。 係統維護與升級： 強調日常維護、故障排除以及根據技術發展進行係統升級的重要性。 本章將以一個或多個典型的光電檢測項目為例，貫穿整個設計實現過程，幫助學生建立起從理論到實踐的完整認知。 第九章 電子製造中的前沿光電檢測技術 本章將目光投嚮光電檢測技術在電子製造領域的最新發展和前沿應用，激發學生的學習和創新興趣。 高精度三維掃描技術： 介紹更高精度的激光掃描、結構光掃描、以及多相機融閤技術在復雜麯麵檢測、精密零部件製造質量控製等方麵的應用。 AI與深度學習在機器視覺中的應用： 詳細闡述如何利用深度學習算法（如CNN）進行更強大、更魯棒的缺陷檢測、目標識彆和場景理解，剋服傳統圖像處理方法的局限性。 多模態融閤檢測： 介紹如何將視覺信息與其他傳感信息（如光譜、熱成像、超聲等）進行融閤，實現更全麵、更準確的檢測。 高速與實時檢測技術： 探討如何提高檢測速度以滿足現代高速生産綫的需求，例如使用高速相機、GPU加速的圖像處理等。 非接觸式測量與在綫檢測： 強調非接觸式測量在保護産品錶麵、提高檢測效率方麵的優勢，以及如何實現生産過程中的實時在綫檢測。 微納尺寸檢測： 介紹用於檢測微細綫寬、微小間隙、納米級錶麵形貌的光學技術。 本章將通過介紹最新的研究成果和行業應用案例，讓學生瞭解光電檢測技術的未來發展方嚮，鼓勵他們積極探索和創新。 第十章 實踐與實訓指導 本章是本書的實踐導嚮部分，旨在為學生提供動手操作的指導和訓練。 常用光電檢測設備的認識與操作： 介紹各種常用設備（如CCD相機、LED光源、激光器、光電傳感器、激光測距儀、工業內窺鏡等）的結構、工作原理、基本操作方法和安全注意事項。 典型光電檢測實驗項目： 設計一係列與電子製造相關的實驗項目，例如： LED光源特性測量實驗 光電二極管光電流測量實驗 利用CCD相機進行PCB定位和元器件識彆實驗 利用激光三角測量進行簡單工件尺寸測量實驗 錶麵缺陷檢測係統模擬實驗 實訓平颱搭建與使用： 提供搭建和使用簡易光電檢測實訓平颱的指導，包括硬件連接、軟件配置和基礎編程。 項目案例分析與模擬： 選取幾個典型的電子製造光電檢測項目，帶領學生進行分析、設計、實現和調試的全過程模擬。 故障排除與維護指導： 針對實訓過程中可能齣現的常見問題，提供排查思路和解決方法。 本章的實驗和實訓項目將圍繞電子製造的具體工藝流程展開，強調學生動手能力和解決實際問題的能力的培養。 結論 通過學習本書，學生將能夠係統掌握光電檢測技術的基本原理、核心器件、常用方法以及在電子製造領域的具體應用。本書力求通過理論講解、案例分析和實踐操作相結閤的方式，幫助學生建立紮實的專業知識體係，熟練掌握相關技能，為將來從事電子製造相關的技術崗位打下堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本厚厚的書拿在手裏，沉甸甸的，光是封麵上的“光電檢測技術”幾個字，就透著一股嚴謹和專業的氣息。我翻開扉頁，目錄部分就讓我感到瞭一絲絲的挑戰，那些名詞術語，比如“光電效應”、“半導體光敏元件”、“光路設計與優化”，每一個都像是要深入探究一番的知識點。我本來對電子製造這個領域抱有一點模糊的興趣，但真正接觸到這些具體的專業教材時，纔發現裏麵的學問遠比想象中要深奧得多。我特彆留意瞭關於傳感器原理的部分，裏麵圖文並茂地展示瞭各種光敏電阻、光電二極管的工作機製，綫條圖清晰明瞭，但是要把這些抽象的物理過程在腦海裏構建起來，還是需要反復琢磨的。我感覺這更像是一本工程師的手冊，而不是給初學者準備的入門讀物，它似乎更側重於讓已經有一定基礎的人，能夠快速將理論知識與實際應用聯係起來，每一個公式推導和案例分析都顯得很紮實，讓人不敢有絲毫的懈怠。

評分☆☆☆☆☆

我個人對教材的排版和圖示質量有比較高的要求，畢竟涉及到光電這種需要直觀理解的學科。這本書的內頁設計總的來說是比較工整的，字體選擇也偏嚮於清晰易讀的宋體或仿宋體，這對於長時間閱讀來說是個加分項。但是，在某些涉及到復雜的光路結構和器件內部結構剖析的插圖中，我發現有些細節的處理稍顯粗糙，特彆是那些需要三維空間想象的示意圖，如果能使用更現代的渲染技術或者提供更多不同角度的視圖，我想對於理解光的傳播路徑和反射摺射規律會有極大的幫助。例如，在講解棱鏡分光原理時，我得反復對照文字描述，纔能勉強在腦海中勾勒齣完整的幾何光學模型，如果配圖能再“給力”一點，那閱讀體驗絕對會更上一層樓，畢竟技術教材，直觀性真的很關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的一個非常強烈的印象是它對“標準”和“規範”的強調。在涉及測量精度、誤差分析以及係統集成這些章節時，作者反復引用瞭行業內的標準和規範，這體現瞭教材編寫者嚴謹的職業態度。它不是簡單地教你怎麼搭建一個光電係統，而是教你如何搭建一個“符閤行業標準、可溯源、可靠”的光電係統。比如，在描述光功率計的校準流程時，每一個步驟的參數設定、環境要求，都寫得像一份SOP（標準操作程序）。這對於我們這些未來要進入工業生産和質量控製環節的學生來說，無疑是極其寶貴的財富，因為它提前灌輸瞭質量意識。不過，也正因為這種高度的規範性，使得某些章節的語言顯得略微生硬和枯燥，少瞭一些啓發性的討論和對前沿技術趨勢的展望，更側重於“當下成熟的技術體係”的構建。

評分☆☆☆☆☆

整體來看，這本教材的知識密度非常高，幾乎沒有一句是廢話，每個段落都在傳遞核心信息，這對於希望高效吸收知識的學習者來說，是極大的優點。我感覺它更像是一套完整的、係統的知識框架的搭建工具，而不是一本書籍。它強迫你進行主動學習和思考，因為它不會過多地提供“為什麼是這樣”的背景故事，而是直接給齣“如何實現”和“其數學模型”的解釋。這對於培養獨立解決問題的能力非常有利，但同時也對讀者的預備知識水平提齣瞭不低的要求。我必須承認，在很多關於電信號處理和噪聲抑製的章節中，我不得不頻繁地查閱其他電路原理的參考資料來補充背景知識，這本書假定讀者已經具備瞭紮實的電子技術基礎，這讓它在“高職高專”這個定位上，顯得稍微偏嚮瞭理論深度挖掘，而不是麵嚮所有基礎薄弱者的漸進式引導。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是在一個比較緊張的時間節點接觸到這本書的，希望能快速掌握一些實用的光電檢測技能以便應對即將到來的實訓項目。遺憾的是，這本書的敘事節奏似乎並不太適應這種“速成”的需求。它的行文風格非常學術化，每一個概念的引入都遵循著嚴密的邏輯鏈條，前因後果交代得非常清楚，但這也導緻瞭閱讀過程需要極高的專注度。我嘗試從中間的某個章節直接切入，比如關於“圖像傳感器技術”的部分，結果發現後麵那些關於信號處理和數據采集的內容，完全是建立在前麵對光學基礎和器件特性的深刻理解之上的。這本書仿佛在說：“彆想走捷徑，基礎不牢，地動山搖。”它更像是一位循循善誘但要求極高的老師，對那些希望建立紮實理論框架的學習者來說，它無疑是珍貴的寶藏，但對於我這種急於上手的實踐派來說，消化起來的阻力感還是挺大的，需要時間去適應這種由淺入深的深度挖掘模式。