摘 要

在近现代科学技术的不断发展中，测量行业一直都是推动整个社会学科发展的重要力量。一个好的测量方法，能够保证工业生产和科学研究的效率和质量。光电检测技术相较于其他检测技术有独有的优越性，在未来的发展中，光电检测技术必然会成为检测行业一颗新星。

光电检测技术作为一种新兴的非接触式高科技测量手段，在现在各个行业范围中起到了卓越的成果。它通过将光信号等较难准确测量的信号，转换成容易测量分析的电信号进行处理检测。大大提高了某些量的测量精度、测量效率、测量方便性和可靠性。而labview程序在光电检测中的应用大大提高了光电检测技术使用和数据处理的方便性。

本文设计了一种基于labview的光电检测试验台，它主要实现的是对于一些光电元器件的光电流、暗电流的测量，对光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的伏安特性、光谱特性、光电特性等的检测。该光电检测试验台接收到光信号后，光信号在经过放大电路放大后，再经过AD转换电路将信号处理后输入到labview程序进行数据的处理，数据显示，和伏安特性等的波形图绘制。

文章主要从第二章硬件电路部分和第三章软件程序来对该光电检测试验台进行具体的设计。

关键词：光电检测；虚拟仪器；误差处理

Abstract

In the continuous development of modern science and technology, the industry has always been an important force to promote the development of the whole society. A good measurement method can guarantee the efficiency and quality of industrial production and scientific research.

Compared with other detection technology, photoelectric detection technology has a unique advantage, in the future development, photoelectric detection technology is bound to become a new star detection industry.

Photoelectric detection technology as a new non contact type high-tech measuring means, now in various sectors of the anti war played a remarkable achievements. The light signal is difficult to accurately measured signal, converted into easy measurement and analysis of signal detection processing. Certain amount of high measuring accuracy can be greatly improved, efficiency measurement and the measurement is convenient and reliable. And the application of labview in the photoelectric detection greatly improves the convenience of the photoelectric detection technology and data processing.

This paper design a photoelectric detection test bed based on LabVIEW, it is mainly toachieve the is for some optoelectronic components of the light current, dark current measurement, of photosensitive resistance, photodiode, photosensitive triode V-I characteristics, spectral characteristics, photoelectric characteristics of detection. The photoelectric test stations of the received optical signal, optical signal after amplification circuit, through the AD conversion circuit signal processing after input to the LabVIEW program for data processing, data display, and the voltammetric characteristics of the waveform graph drawing.

The article mainly from the second chapter of the hardware circuit and the third chapter of the software program to the photoelectric detection test platform for specific design.

Key words: photoelectric detection; virtual instrument; error processing.

目录

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 光电检测技术发展现状 1

1.4 课题研究主要内容 2

第二章 硬件电路部分 3

2.1 光电检测系统 3

2.2 光学元器件 4

2.2.1光敏电阻 4

2.2.2 光敏二极管 6

2.2.3 光敏三极管 7

2.3 光电物理量 8

2.3.1暗电流 8

2.3.2 放大倍数 8

2.3.3 光电器件噪声 9

2.4 光电检测电路 9

2.4.1 光电转换部分电路设计 10

2.4.2前置放大电路的设计 11

2.4.3 A/D转换电路设计 13

第三章 软件程序部分 15

3.1 虚拟仪器简介 15

3.2 数据采集卡简介 16

3.2.2 数据采集卡的参数设置 17

3.2.3 I/O接口设备PCI-6221数据采集卡 17

3.3系统的设计与实现 18

3.3.1 C程序编写 18

3.3.2 labview程序设计 19

第四章 误差分析与处理 24

4.1探测器件的噪声类型 24

4.2前置放大电路的噪声分析 25

4.3检测设备精度分析 27

第五章 总结与展望 28

5.1 总结 28

参考文献 29

致谢 30

第一章 绪论

1.1 概述

光电检测技术是如今社会比较重要的测试技术之一，它是基于电子科学和光学基础发展来的一种先进的测试技术^[1]。光电检测技术是将信号光源发出的光信号经过一系列处理后转变为电信后对其采取测量、传输、存储、调制、计算和输出。由理论上而言，光电检测技术能对一切对光信号特征有改变的及与光有关各种非电量进行检测。光电检测平台可通过不同的光学仪器和结构把各种非光量信息变成光量信息，经过光敏电阻和光电二极管等光电器件把光学信号转变成已被测量的电信号，并进一步经过放大，数模转换等步骤后，变为符合要求的电信号并输出。随着现代科技的飞速发展，在光电检测技术行业内，已经发展出了高精度的（纳米级、亚纳米级）的光电检测技术；非直接接触和快速的在线测量已经取代了原始的接触式，测量较慢的检测技术；小巧迅速的微小型光电检测系统在各个行业的使用也越来越广泛^[2]。光电检测的未来发展将变得使用更加广泛。较为先进的光电检测应用如光电扫描和光电追踪等奖越来越广泛的应用到工业生产，人民生活以及国家建设等众多领域。

虚拟仪器十九世纪八十年代左右由美国国家仪器公司（National Instruments）最先提出来的基于计算机技术的虚拟仪器的概念。它是利用美国NI公司设计的虚拟仪器开发平台——labview来实现设计研究，达成数据采集，数据分析处理，储存等目的^[3]。将虚拟仪器应用在光电检测中可以更方便对数据进行采集和处理，使观点检测技术能够更好的被使用。

1.2 光电检测技术发展现状

目前来看，光电检测技术的开发速度越来越快，并被越来越广泛地引用于各个领域。就目前来看，随着光纤、光栅等光学传感器在各个领域的广泛使用，各类光学传感器信号的检测装置也有了不同规模的进步与发展，相比于利用单色仪、光谱仪等传统仪器与方式来对光学传感器信号进行检测，采用光电检测的方法，即把光学信号转变为电压电流等等电信号然后进行进一步的测量，具有很明显的优势，例如价格低廉，简易方便，测量准确，可实现实时信号的高速检测等等^[4]。