一、產(chǎn)品概述
  TYK-GDT04型 光電技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是針對(duì)高校關(guān)于導(dǎo)軌式光學(xué)實(shí)驗(yàn)需求設(shè)計(jì)的一款實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。由光學(xué)導(dǎo)軌、數(shù)字儀表及電子元器件平臺(tái)、線/面陣CCD相機(jī)的原理與應(yīng)用及數(shù)據(jù)采集輸入輸出端口和線/面陣CCD相機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件等部分構(gòu)成，儀器配備各種電源接口及0-200V 高壓可調(diào)電源和0-12V低壓可調(diào)電源，可為學(xué)生搭建各種實(shí)驗(yàn)電路提供電源。學(xué)生能夠利用平臺(tái)自行搭建各種光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器的變換及處理電路，完成各種關(guān)于光電技術(shù)方面的應(yīng)用開發(fā)設(shè)計(jì)，從各方面提高學(xué)生的動(dòng)腦動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí)，幫助高校培養(yǎng)光電技術(shù)人才。
1. 光學(xué)導(dǎo)軌;可利用導(dǎo)軌滑塊自行調(diào)節(jié)光學(xué)配件的距離，配合電子元器件搭建出幾何光學(xué)、物理光學(xué)、光電檢測(cè)與光電控制等系統(tǒng)，并與儀器內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相結(jié)合完成各種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
2. 數(shù)字儀表、電子元器件平臺(tái):平臺(tái)提供2塊數(shù)字電壓表（四位半），2塊數(shù)字電流表（四位半）和1塊自動(dòng)更換量程的數(shù)字照度計(jì)，這些數(shù)字儀表可以應(yīng)用在電路中進(jìn)行各種電路參數(shù)的測(cè)量。此平臺(tái)還配備各種電阻、電容、可調(diào)電位器、二極管、三極管、集成運(yùn)算放大器、光電耦合器件和現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件（CPLD）等。
3. 線/面陣CCD相機(jī)的原理與應(yīng)用及數(shù)據(jù)采集輸入輸出端口:平臺(tái)面板上安裝有線/面陣CCD相機(jī)的原理與應(yīng)用及數(shù)據(jù)采集輸入/輸出端口，輸入端口與平臺(tái)內(nèi)部的線陣CCD相機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡與面陣CCD圖像傳感器的數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成一整套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)USB總線接入計(jì)算機(jī)，完成各種測(cè)量、振動(dòng)、掃描及各種圖像采集與處理等功能軟件的開發(fā)與設(shè)計(jì)工作。輸出端口提供線/面陣相機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)及模擬輸出信號(hào)，學(xué)生可以通過(guò)示波器對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行觀察，從而了解線/面陣CCD的工作原理與應(yīng)用，進(jìn)而通過(guò)CPLD進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生動(dòng)腦能力。
4. 計(jì)算機(jī)功能軟件:平臺(tái)配備有各種功能軟件，包括線陣CCD尺寸測(cè)量、角度測(cè)量、位移測(cè)量、條碼識(shí)別、圖像掃描軟件，面陣CCD邊緣與輪廓檢測(cè)、物體的尺寸測(cè)量、圖像的點(diǎn)運(yùn)算、圖像的幾何變換、圖像采集與參數(shù)設(shè)置、投影與差影圖像分析、圖像的濾波與增強(qiáng)、形態(tài)學(xué)處理、旋轉(zhuǎn)與縮放、顏色識(shí)別與變換等圖像處理軟件。不但提供DEMO演示軟件還提供SDK軟件開發(fā)包，供學(xué)生進(jìn)行二次開發(fā)。
外形尺寸：632mm(長(zhǎng))×360mm(寬)×170mm(高)   重量：10kg

二、教學(xué)目的
1. 了解并掌握各種光學(xué)配件及其實(shí)驗(yàn)的原理和應(yīng)用；
2. 了解并掌握各種光電傳感器的工作原理、變換電路、處理電路；
3. 了解并掌握線陣CCD的原理及其應(yīng)用；
4. 了解并掌握面陣CCD的原理及其應(yīng)用；
5. 了解CPLD的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)；
6. 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí)；
三、配置內(nèi)容 
1. 平臺(tái)電子元器件
   ① 光電二極管2只；
   ② 光電三極管2只；
   ③ 光敏電阻2只；
   ④ 硅光電池1只；
   ⑤ 發(fā)光二極管R、G、B、W四色各1只；
   ⑥ PIN光電二極管1只；
   ⑦ 雪崩光電二極管（APD）1只；
2. 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置
   ① LED點(diǎn)光源裝置1支； 
   ② 光電器件安裝裝置2件；
   ③ 熱釋電實(shí)驗(yàn)裝置1件；
   ④ PSD實(shí)驗(yàn)裝置1件；
   ⑤ 光柵莫爾條紋實(shí)驗(yàn)裝置1件；
   ⑥ 線陣CCD相機(jī)及夾持器1套；   
   ⑦ 四象限光電傳感器及實(shí)驗(yàn)裝置1套；
   ⑧ USB2.0接口8位A/D線陣CCD數(shù)據(jù)采集卡1塊；  
   ⑨ 50mm相機(jī)鏡頭1個(gè)；
   ⑩ 尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置1件；
   ⑾ 傾角測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置1件；
   ⑿ 條形碼識(shí)別實(shí)驗(yàn)裝置1件；
   ⒀ MXY8101 光電倍增管綜合實(shí)驗(yàn)儀1臺(tái)；
   ⒁ 52單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)裝置；
4. 光源配置
   ① 白色遠(yuǎn)心照明光源1只；
   ② 650nm點(diǎn)型3mw半導(dǎo)體激光器1只；
   ③ 650nm線型3mw半導(dǎo)體激光器1只；
5. 夾持器具配置
   ① 導(dǎo)軌固定底座6個(gè)；
   ② 導(dǎo)軌底座支撐桿4個(gè)；
   ③ 一維調(diào)整架2個(gè)；
   ④ 一維底座2個(gè)；
6. 連接線配置
   ① 300mm連接線40顆；
   ② 500mm連接線10顆；
   ③ 線陣CCD相機(jī)連接電纜線1顆；
7. 光學(xué)元器件
   ① 15mm焦距雙凸透鏡1只；
   ② 50mm焦距雙凸透鏡1只；
   ③ 70mm焦距雙凸透鏡1只；
   ④ 100mm焦距雙凸透鏡1只；
   ⑤ 150mm焦距雙凸透鏡1只；
   ⑥ －60mm焦距透鏡1只；
   ⑦ 20×20×20mm色散棱鏡1只；
   ⑧ φ36×4半透半反鏡2只；
   ⑨ 物屏、像屏及支架1個(gè)；
   ⑩ 分劃板1支；
   ⑾ 10×目鏡1支；
   ⑿ 多孔板架1個(gè)；  
   ⒀ 可調(diào)寬度狹縫1個(gè)；
   ⒁ 600l/mm光柵及支撐調(diào)整架1個(gè)；  
   ⒂ 色散棱鏡支架1臺(tái)；
   ⒃ 多縫板1只；
   ⒄ 光偏振實(shí)驗(yàn)裝置1件；   
   ⒅ 擴(kuò)束鏡1個(gè)；
   ⒆ 刀片1片；   
   ⒇ 干板架1個(gè)；
四、技術(shù)參數(shù)
1. 導(dǎo)軌長(zhǎng)度：632mm
2. 數(shù)字電壓表：精度四位半；量程 20V,200V；
3. 數(shù)字電流表：精度四位半；量程 20mA,200mA；
4. 數(shù)字照度計(jì)：自動(dòng)更換量程；測(cè)量范圍0.1～1.999×10３x；
5. 光電二極管：暗電流 ID=±0.1uA；光電流 IL=±80uA；峰值響應(yīng)880nm；最高工作電壓30V；開關(guān)時(shí)間50/50ns；光譜范圍400～1100nm；
6. 光電三極管：集電極-發(fā)射極電壓30V；發(fā)射極-集電極電壓5V；集電極電流20mA；
7. 光敏電阻：暗電阻1.0MΩ；亮電阻8～20KΩ（10Lx）；
8. 硅光電池：開路電壓小于500mV；短路電流小于18mA；輸出電流小于16.5mA；感光面積10X10mm；
9. PIN光電二極管：反向電壓40V；峰值波長(zhǎng)920nm；開路電壓0.4V；短路電流 85uA；
10. 雪崩光電二極管（APD）工作電壓：100V～150V；峰值波長(zhǎng)（λp）660nm；
11. 四象限光電傳感器：光敏直徑13mm；光譜響應(yīng)范圍380～1100nm；
12. 線陣CCD相機(jī)：有效像元數(shù)2160像元；像元尺寸(μm)14×14×14；靈敏度(V/lx.s)45；動(dòng)態(tài)范圍1700；
13. 線陣CCD數(shù)據(jù)采集卡：USB2.0接口8位A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
14. 一維PSD：光敏區(qū)1mm*8mm；光譜響應(yīng)范圍300-1100nm；Ev=1000LX 2856K時(shí)，開路電壓為0.3V，短路電流為55µA；PSD調(diào)整架：位移范圍13mm；位移精度0.01mm；
15. 熱釋電器件：型號(hào)：RE200B；靈敏元面積：2.0×1.0mm2；基片材料：硅；基片厚度：0.5mm；工作波長(zhǎng)：5-14µm；平均透過(guò)率＞75%
16. 光電耦合器：型號(hào)：4N35；隔離電壓:5300V ；輸入電流:10mA；輸出電壓:30V；工作溫度范圍:-55°Cto+100°C；最大正向電流, If:60mA；正向電壓Vf最大:1.5V；電壓,Vceo:30V；電壓,Vf 典型值:1.3V；輸出電壓最大:30V；擊穿電壓最小:30V；電流傳遞率(CTR) 最小值:100%；
17. CPLD:最大延遲時(shí)間tpd(1)10.0ns；電壓電源內(nèi)部3V~3.6V邏輯元件/邏輯塊數(shù)目4;宏單元數(shù)64；門數(shù)1250；輸入/輸出數(shù)34；工作溫度0°C~85°C；
18. 鏡頭：焦距50mm；
19. 物屏、像屏：70mm×100mm；
20. 光電倍增管：光譜響應(yīng)范圍 300～700nm；最大響應(yīng)波長(zhǎng) 420nm；
21. 電器參數(shù)：輸入電壓 AC220V，50Hz； 功耗 200W；
22. 接口方式：與計(jì)算機(jī)連接接口為USB2.0總線接口方式；
23. 操作軟件：操作系統(tǒng)與Windows2000、WindowsXP、Windows7兼容；
五、能夠完成下述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
(1)光電傳感器件原理與特性的實(shí)驗(yàn)
 1. 光源發(fā)光光譜特性實(shí)驗(yàn)；
 2. 光度輻射度參數(shù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)；
 3. 光敏電阻特性參數(shù)及其測(cè)量；
 4. 光敏電阻伏安特性實(shí)驗(yàn)；
 5. 光敏電阻的變換電路；
 6. 光敏電阻時(shí)間響應(yīng)特性；
 7. 光電二極管光照靈敏度的測(cè)量；
 8. 光電二極管伏安特性的測(cè)量；
 9. 光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性的測(cè)量；
 10. 硅光電池在不同偏置狀態(tài)下的特性參數(shù)及其測(cè)量；
 11. 測(cè)量硅光電池在反向偏置下的時(shí)間響應(yīng)；
 12. 光電三極管光照靈敏度的測(cè)量；
 13. 光電三極管伏安特性的測(cè)量；
 14. 光電三極管時(shí)間響應(yīng)的測(cè)量；
 15. 光電三極管光譜特性的測(cè)量；
 16. 光電耦合器電流傳輸比的測(cè)量；
 17. 光電耦合器件伏安特性的測(cè)量；
 18. 光電耦合器件時(shí)間相應(yīng)的測(cè)量；
 19. 熱釋電器件基本原理實(shí)驗(yàn)；
 20. 熱釋電器件光譜響應(yīng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)；
 21. PSD位移傳感器特性參數(shù)的測(cè)量；
 22. 光電倍增管陽(yáng)極暗電流Id的測(cè)量；
 23. 光電倍增管的靈敏度Sa與電源電壓Ubb的關(guān)系；
 24. 光電倍增管的電流增益G的測(cè)量；
 25. 四象限光電傳感特性實(shí)驗(yàn)；
 26. 雪崩光電二極管（APD）特性實(shí)驗(yàn)；
 27. PIN光電二極管特性實(shí)驗(yàn)；
(2)光電檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)
 1. 線陣CCD原理與驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)；
 2. 線陣CCD尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)；
 3. 線陣CCD角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)；
 4. 利用線陣CCD識(shí)別條形碼；
 5. 光柵與莫爾條紋實(shí)驗(yàn)；
 6. 利用夫瑯和費(fèi)衍射進(jìn)行的測(cè)量；
(3)現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)
 1. 用遠(yuǎn)心照明光源測(cè)量薄凸透鏡的焦距；
 2. 位移法測(cè)量薄凸透鏡的焦距；
 3. 組裝顯微鏡系統(tǒng)；
 4. 組裝透射式幻燈機(jī)；
 5. 雙縫干涉原理與現(xiàn)象；
 6. 夫瑯和費(fèi)單縫衍射原理與現(xiàn)象；
 7. 夫瑯和費(fèi)圓孔衍射原理與現(xiàn)象；
 8. 菲涅耳直邊衍射實(shí)驗(yàn)
 9. 光的偏振實(shí)驗(yàn)；
※ 二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)
（一）52單片機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)
 1. 52單片機(jī)程序編寫實(shí)驗(yàn)；
 2. 52單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
 3. 基于52單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（二）CPLD應(yīng)用技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)
 1. 編寫與設(shè)計(jì)時(shí)鐘邏輯電路實(shí)驗(yàn)；
 2. 編寫與設(shè)計(jì)2160像元的線陣CCD驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)；
 3. 編寫與設(shè)計(jì)線陣CCD二值化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)邏輯電路；
 4. 編寫與設(shè)計(jì)流水線上測(cè)量通過(guò)某一工位工件數(shù)量的系統(tǒng)；
六、平臺(tái)配套文件資料
1. 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1本；
2. 軟件：平臺(tái)軟、硬件使用手冊(cè)等內(nèi)容；
3. 實(shí)驗(yàn)錄像光盤1套；    
備注：客戶自行配置計(jì)算機(jī)及示波器。