《光功率測(cè)試儀原理及設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、13功率型LED光功率測(cè)試儀設(shè)計(jì)功率型LED光功率測(cè)試儀是用于測(cè)量絕對(duì)光功率或通過一段光纖的光功率相對(duì)損耗。通過測(cè)量發(fā)射端機(jī)的絕對(duì)功率，一臺(tái)功率型LED光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)與穩(wěn)定功率型LED組合使用，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。功率型LED光功率測(cè)試儀具有超寬的光功率測(cè)試范圍、精準(zhǔn)的測(cè)試精度和超常的使用壽命。目前，日本安騰公司生產(chǎn)的AQ-1112B型，測(cè)量精度高，可達(dá)正負(fù)2%以內(nèi)，但靈敏度較低;本設(shè)計(jì)采用光敏電阻達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的，利用高精度單片機(jī)STC12

2、C5A60S2作數(shù)據(jù)處理和顯示，精確度很高，可達(dá)到正負(fù)1%以內(nèi)。關(guān)鍵詞：LED，光功率，測(cè)試儀目錄摘要IABSTRACTII1緒論11.1意義11.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r11.3設(shè)計(jì)內(nèi)容12光度學(xué)理論基礎(chǔ)22.1定義及應(yīng)用22.2光學(xué)量22.2.1光通量22.2.2發(fā)光強(qiáng)度42.2.3光亮度52.2.4光出射度62.2.5光照度63系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.2硬件設(shè)計(jì)73.2.1LED光源部分7133.2.2光電轉(zhuǎn)換部分93.2.3A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理部分113.2.4顯示部分143.2.5硬件總圖143.3軟件

3、設(shè)計(jì)163.3.1主流程163.3.2A/D流程163.3.3程序174測(cè)試結(jié)果與分析214.1理論數(shù)據(jù)表214.2結(jié)果分析215總結(jié)22致謝23參考文獻(xiàn)24131緒論1.1意義功率型LED光功率測(cè)試儀是用于測(cè)量絕對(duì)光功率或通過一段光纖的光功率相對(duì)損耗。通過測(cè)量發(fā)射端機(jī)的絕對(duì)功率，一臺(tái)功率型LED光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)與穩(wěn)定功率型LED組合使用，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。功率型LED光功率測(cè)試儀具有超寬的光功率測(cè)試范圍、精準(zhǔn)的測(cè)試精度和超常的使用壽命。1.2

4、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r目前，測(cè)量光功率的方法有熱學(xué)法和光學(xué)法。熱學(xué)法在波長(zhǎng)特性，測(cè)量精度等方面較好，但響應(yīng)速度慢，靈敏度低，設(shè)備體積大。光學(xué)法有較快的響應(yīng)速度，良好的線性特性而且靈敏度高，測(cè)量范圍大但其波長(zhǎng)特性和測(cè)量精度方面不如熱學(xué)法。因此，根據(jù)熱學(xué)法制成的光功率計(jì)一般均為標(biāo)準(zhǔn)光功率計(jì)，做的比較好的是日本安騰公司生產(chǎn)的AQ-1112B型，它的傳感器采用熱電堆，測(cè)量精度高，可達(dá)正負(fù)2%以內(nèi)，但靈敏度較低，只能測(cè)量10uW以上的光功率。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)采用光敏電阻達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的，利用高精度單片機(jī)STC12C5A60

5、S2作數(shù)據(jù)處理和顯示，該單片機(jī)集成八通道A/D轉(zhuǎn)換器，精確度很高，可達(dá)到正負(fù)1%以內(nèi)，顯示部分采用四位一體的七段碼共陰數(shù)碼管，使得硬件電路簡(jiǎn)單，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠且高精度的目的。2光度學(xué)理論基礎(chǔ)2.1定義及應(yīng)用光度學(xué)是1760年由朗伯建立的，且定義了光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度等主要光學(xué)光度學(xué)參量，并用數(shù)學(xué)闡明了它們之間的關(guān)系和光度學(xué)幾個(gè)重要定律，如照度的疊加性定律、距離平方比定律、照度的余弦定律等，這些定律一直沒用至今，實(shí)踐已證明是正確的。在可見光波段內(nèi)，考慮到人眼的主觀因素后的相應(yīng)計(jì)量學(xué)科稱為光度學(xué)。光度學(xué)

6、除了要定義一些物理量并確定相應(yīng)的測(cè)量單位外，還要研究測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量方法。對(duì)各種光源進(jìn)行光度的特性測(cè)量廣泛應(yīng)用于光學(xué)工業(yè)、照明工業(yè)、遙感遙測(cè)、色度學(xué)和大氣光學(xué)等領(lǐng)域。對(duì)各種光敏和熱敏探測(cè)器也需要運(yùn)用光度的測(cè)量技術(shù)來確定其靈敏度及響應(yīng)特性。132.2光學(xué)量光度學(xué)是研究光度測(cè)量的一門科學(xué)，光度量是光輻射能為平均人眼接受所引起的視覺刺激大小的度量。光度量是具有標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺特性的人眼所能接收到輻射能的度量。光度學(xué)通常引進(jìn)下述光學(xué)量來進(jìn)行描述：2.2.1光通量在光度學(xué)中，光通量明確的被定義為能夠被人的視覺系統(tǒng)所

7、感受到的那部分光輻射功率的大小的度量?！　≥椛渫恳怨庾V光視函數(shù)V（λ）（即視見函數(shù)，見可見光）為權(quán)重因子的對(duì)應(yīng)量。設(shè)波長(zhǎng)為λ的光的輻射通量為Φe（λ）。對(duì)應(yīng)的光通量為　Φv（λ）=Km*V（λ）*Φe（λ）（2-1）式中Km為比例系數(shù)，是波長(zhǎng)為555nm的光譜光視效能，也叫最大光譜光視效能，由Φe和Φv的單位決定。光通量的SI單位為流明，Km＝683lm/W。復(fù)色光的光通量需對(duì)所有波長(zhǎng)的光通量求和。這個(gè)量是對(duì)光源而言，是描述光源發(fā)光總量的大小的，與光功率等價(jià)。光源的光通量越大，則發(fā)出的光線越多。對(duì)于各向同性的

8、光（即光源的光線向四面八方以相同的密度發(fā)射），則F=4πI。也就是說，若光源的I為1cd，則總光通量為4π=12.56lm。與力學(xué)的單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)于壓強(qiáng)。要想被照射點(diǎn)看起來更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會(huì)聚的手段，實(shí)際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。要知道，光通量也是人為量，對(duì)于其它動(dòng)物可能就不一樣的，更不是完全自然的東西，因?yàn)檫@種定義完全是