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MXY8002光電技術應用開發綜合實驗平臺（配置三）

一、 產品介紹             

 MXY8002光電技術應用開發綜合實驗平臺針對光電器件應用開發而設計，由光學平臺、數字儀表及電子元器件平臺、線/面陣CCD相機的原理與應用及數據采集輸入輸出端口、計算機系統、線/面陣CCD相機數據采集軟件等部分構成，平臺配備各種電源接口及0-200V高壓可調電源和0-12V 低壓可調電源，可為學生搭建各種實驗電路提供電源。學生能夠利用平臺自行搭建各種光學系統、光電傳感器的變換及處理電路，完成各種關于光電技術方面的應用開發設計，從各方面提高學生的動腦動手能力及創新意識，幫助高校培養光電技術人才。

 1、光學平臺

光學平臺為導磁材料，可利用磁性底座與光學配件及電子元器件搭建出幾何光學、物理光學、光電檢測與光電控制等系統，并與儀器內部的數據采集系統相結合完成各種實驗系統。

2、數字儀表、電子元器件平臺

平臺提供2塊數字電壓表（四位半），2塊數字電流表（四位半）和1塊自動更換量程的數字照度計，這些數字儀表可以應用在電路中進行各種電路參數的測量。此平臺還配備各種電阻、電容、可調電位器、二極管、三極管、集成運算放大器、光電耦合器件和現場可編程邏輯器件（CPLD）等。

3、線/面陣CCD相機的原理與應用及數據采集輸入輸出端口

平臺面板上安裝有線/面陣CCD相機的原理與應用及數據采集輸入/輸出端口，輸入端口與平臺內部的線陣CCD相機的數據采集卡與面陣CCD圖像傳感器的數據采集卡構成一整套數據采集系統，通過USB總線接入計算機，完成各種測量、振動、掃描及各種圖像采集與處理等功能軟件的開發與設計工作。輸出端口提供線/面陣相機的數字驅動信號及模擬輸出信號，學生可以通過示波器對這些信號進行觀察，從而了解線/面陣CCD的工作原理與應用，進而通過CPLD進行開發設計，提高學生動腦能力。

4、計算機功能軟件

平臺配備有各種功能軟件，包括線陣CCD尺寸測量、角度測量、位移測量、條碼識別、圖像掃描軟件，面陣CCD邊緣與輪廓檢測、物體的尺寸測量、圖像的點運算、圖像的幾何變換、圖像采集與參數設置、投影與差影圖像分析、圖像的濾波與增強、形態學處理、旋轉與縮放、顏色識別與變換等圖像處理軟件。不但提供DEMO演示軟件還提供SDK軟件開發包，供學生進行二次開發。

外形尺寸：680mm(長)×550mm(寬)×230mm(高)    重量：25kg

二、教學目的

1、了解并掌握各種光學配件及其實驗的原理和應用；

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的原理及其應用；

4、了解并掌握面陣CCD的原理及其應用；

5、了解CPLD的應用開發技術；

6、培養學生動腦動手能力及創新意識；

三、配置內容

1、平臺電子元器件

 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；

  ⑧ 52單片機開發系統裝置；

2、平臺實驗裝置
  ① LED點光源裝置1支；

 ② 光電器件安裝裝置2件；
  ③ 熱釋電實驗裝置1件；
  ④ PSD實驗裝置1件；
 ⑤ 光柵莫爾條紋實驗裝置1件；

  ⑥ 線陣CCD相機及夾持器1套；

  ⑦ 線陣CCD數據采集卡1塊；

  ⑧ 50mm相機鏡頭1個；

  ⑨ 尺寸測量實驗裝置1件；

  ⑩ 傾角測量實驗裝置1件；

  ⑾ 條形碼識別實驗裝置1件；

 ⑿ 四象限光電傳感器及實驗裝置1套；

  ⒀ MXY8101 光電倍增管綜合實驗儀1臺；

3、光源配置
  ① 白色遠心照明光源1只；
  ② 650nm點型3mw半導體激光器1只；

  ③ 650nm線型3mw半導體激光器1只；

4、夾持器具配置
   ① 磁性底座4個；

   ② 底座支撐桿6個；
   ③ 一維調整架1個；

   ④ 二維調整架1個；

   ⑤ 三維調整架1個；

5、連接線配置
   ① 100mm連接線5顆；

   ② 200mm連接線5顆；

   ③ 300mm連接線5顆；

   ④ 400mm連接線5顆；

  ⑤ 500mm連接線5顆；
    ⑥ φ2.1mm插頭的連接線3顆；
  ⑦ 線陣CCD相機連接電纜線1顆；

6、光學元器件

   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；

   ⑩ 分劃板1支；

  ⑾ 10×目鏡1支

  ⑿ 多孔板架1個；

  ⒀ 可調寬度狹縫1個；

    ⒁ 600l/mm光柵及支撐調整架1個；

    ⒂ 色散棱鏡支架1臺；

    ⒃ 多縫板1只；

    ⒄ 光偏振實驗裝置1件；

    ⒅ 擴束鏡1個；

    ⒆ 刀片1片；   

    ⒇ 干板架1個；

四、技術參數

1、平臺面板尺寸：640mm×310mm；

2、數字電壓表：精度 四位半；量程 20V,200V；

3、數字電流表：精度 四位半；量程 20mA,200mA；

4、數字照度計：自動更換量程；測量范圍 0.1～1.999×10^３x；

5、光電二極管：暗電流 I_D=±0.1uA；光電流 I_L=±80uA；峰值響應 880nm；zui高工作電壓 30V；開關時間 50/50ns；光譜范圍 400～1100nm； 
6、光電三極管：集電極-發射極電壓 30V；發射極-集電極電壓 5V；集電極電流 20mA；
7、光敏電阻：暗電阻 1.0 MΩ；亮電阻 8～20 KΩ（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 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（λp） 660nm；

11、四象限光電傳感器：光敏直徑 13mm；光譜響應范圍 380～1100nm；

12、光電倍增管：光譜響應范圍 300～700nm；zui大響應波長 420nm；

13、一維PSD：光敏區1mm*8mm；光譜響應范圍300-1100nm；Ev=1000LX  2856K 時，開 路電壓為0.3V，短路電流為55µA；PSD調整架：位移范圍13mm；位移精度0.01mm；

14、熱釋電器件：型號：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：5-14µm；平均透過率＞75%

15、光電耦合器：型號：4N35；隔離電壓:5300V ；輸入電流:10mA；輸出電壓:30V；工 作溫度范圍:-55°C to +100°C；zui大正向電流, If:60mA；正向電壓 Vf zui大:1.5V；電壓, Vceo:30V；電壓, Vf 典型值:1.3V；輸出電壓 zui大:30V；擊穿電壓 zui小:30V；電流傳遞率(CTR) zui小值:*；

16、CPLD:zui大延遲時間 tpd(1)10.0ns；電壓電源 - 內部3 V ~ 3.6 V邏輯元件/邏輯 塊數目4；宏單元數64；門數1250；輸入/輸出數34；工作溫度0°C ~ 85°C；

17、線陣CCD相機：有效像元數 2160像元；像元尺寸(μm) 14×14×14；靈敏度(V/lx.s) 45；動態范圍 1700；

18、線陣CCD數據采集卡：USB2.0接口、8位A/D數據采集系統；

19、鏡頭：焦距50mm；

20、物屏、像屏：70mm×100mm；

21、電器參數：輸入電壓 AC220V，50Hz； 功耗 200W；

22、 計算機系統配置： 19英寸液晶顯示器；內存 2.0GB；CPU速度高于2.4GHz；硬盤高于250G；USB2.0接口；防水耐用鍵盤及光電鼠標；

23、接口方式：與計算機連接接口為USB2.0總線接口方式；

24、操作軟件：操作系統與Windows2000、WindowsXP、Windows7兼容；

主機尺寸：680mm×550mm×230mm；

五、能夠完成下述實驗內容：

光電傳感器件原理與特性的實驗

1、光源發光光譜特性實驗；

2、光度輻射度參數測量的實驗；

3、光敏電阻特性參數及其測量；

4、光敏電阻伏安特性實驗；

5、光敏電阻的變換電路；

6、光敏電阻時間響應特性；

7、光電二極管光照靈敏度的測量；

8、光電二極管伏安特性的測量；

9、光電二極管時間響應特性的測量；

10、硅光電池在不同偏置狀態下的特性參數及其測量；

11、測量硅光電池在反向偏置下的時間響應；

12、光電三極管光照靈敏度的測量；

13、光電三極管伏安特性的測量；

14、光電三極管時間響應的測量；

15、光電三極管光譜特性的測量；

16、光電耦合器電流傳輸比的測量；

17、光電耦合器件伏安特性的測量；

18、光電耦合器件時間相應的測量；

19、熱釋電器件基本原理實驗；

20、熱釋電器件光譜響應的測試實驗；

21、PSD位移傳感器特性參數的測量；

22、雪崩光電二極管（APD）特性實驗；

23、PIN光電二極管特性實驗；

24、四象限光電傳感特性實驗；

25、光電倍增管陽極暗電流I_d的測量；

26、光電倍增管的靈敏度Sa與電源電壓U_bb的關系；

27、光電倍增管的電流增益G的測量；

光電檢測技術實驗

1、線陣CCD原理與驅動實驗；

2、線陣CCD尺寸測量實驗；

3、光柵與莫爾條紋實驗；

4、線陣CCD角度測量實驗；

5、利用線陣CCD識別條形碼；

6、利用夫瑯和費衍射進行的測量；

現代光學實驗

1、用遠心照明光源測量薄凸透鏡的焦距；

2、位移法測量薄凸透鏡的焦距；

3、組裝顯微鏡系統；

4、組裝透射式幻燈機；

5、雙縫干涉原理與現象；

6、夫瑯和費單縫衍射原理與現象；

7、夫瑯和費圓孔衍射原理與現象；

8、菲涅耳直邊衍射實驗

9、光的偏振實驗；

二次開發實驗

（一）52單片機開發實驗

1、52單片機程序編寫實驗；

2、52單片機外圍電路設計實驗；

3、基于52單片機的數字時鐘設計實驗；

（二）CPLD應用技術方面的實驗

1、編寫與設計時鐘邏輯電路實驗；

2、編寫與設計2160像元的線陣CCD驅動電路實驗；

3、編寫與設計線陣CCD二值化數據采集系統邏輯電路；

4、編寫與設計流水線上測量通過某一工位工件數量的系統；

六、 平臺配套文件資料

1、實驗指導書1本；

2、軟件：平臺軟、硬件使用手冊等內容；                    

3、實驗錄像光盤1套 ；    

備注：客戶自行配置示波器。