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光電技術(shù)應(yīng)用范文1

（1）液晶顯示器。利用光電子技術(shù)對有源陣列液晶顯示器進(jìn)行制造，其主要是利用光刻技術(shù)，對薄膜晶體管著、色濾波器的陣列進(jìn)行制作，并且通過對光學(xué)檢測技術(shù)的利用，對顯示器產(chǎn)品進(jìn)行最后的監(jiān)視。在顯示器的制作中，光電子技術(shù)一直貫穿著整個過程，尤其是在診斷工藝的時候，對微粒的控制和檢測則利用光學(xué)之后，還利用紫外光解決液晶在密封上的問題，最后，在對加工中存在的缺陷問題上利用了激光對其進(jìn)行查找定位、處理。

（2）信息儲存。在進(jìn)行信息儲存的時候，主要采用的是DVD、CD等方式，其主要采用的技術(shù)就是利用光儲存信號來進(jìn)行儲存的，而儲存的容量大小則需要由寫入的光源來進(jìn)行決定，光盤儲存量則和光斑之間具有反比的關(guān)系。從剛開始的時候，對于光電子激光器來說，主要采取的是氣體激光器，隨著社會的發(fā)展，逐漸發(fā)展成為半導(dǎo)體激光器。此時，當(dāng)寫入的光源產(chǎn)生的光斑則會與激光波的平方產(chǎn)生反比例的關(guān)系，使VCD、CD的儲存量得到有效擴(kuò)大。

（3）通信技術(shù)。在通信技術(shù)領(lǐng)域中，應(yīng)用光電子技術(shù)具有保密性高、信號容量大、結(jié)構(gòu)輕便、通信距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，主要是利用激光技術(shù)，將信息都加載于激光束之上，利用激光束快速傳播的方式來進(jìn)行通信，與無線電技術(shù)相比，激光通信多了光電和光電轉(zhuǎn)換過程，經(jīng)由信號的轉(zhuǎn)變其，將已有的影像、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其轉(zhuǎn)成為電信號之后，將信號利用調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制成為一束激光，由于此調(diào)制成的激光參數(shù)會受到信號控制的影響，從而使信號在激光上得到加載。此時將激光利用發(fā)射端進(jìn)行發(fā)射，在接收端進(jìn)行接收，利用光檢測器對電信號檢測，最終使用調(diào)節(jié)器對信號進(jìn)行還原。

2光電子技術(shù)科學(xué)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域

（1）激光測距儀。在飛機(jī)、坦克、火炮和艦艇中，激光測距儀是這些武器裝備的重要組成技術(shù)裝備，使各戰(zhàn)術(shù)武器裝備在系統(tǒng)上具有更強(qiáng)的攻擊力，并且具有更高的準(zhǔn)確性。通常情況下，能夠使其首發(fā)的命中率高于80%，使各武器裝備能夠充分發(fā)揮自身的作用。

（2）熱攝像儀。在目前的熱攝像儀中，GaAlAs/GaAaQWIRFPA是熱攝像儀應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，而非制冷IRFPA的熱攝像技術(shù)，不僅使在極度低溫冷卻的工作問題得到解決，而且還使熱像儀在密度和成本上更具優(yōu)勢。在目前，非制冷熱像儀主要應(yīng)用在低中擋的傳感器中，其所采用的陣列主要分為640×480、320×240，其可以進(jìn)行探測的溫差為0.05K。

（3）預(yù)警和干擾設(shè)備。利用飛機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行一系列的偵測，其主要利用的是加載在飛機(jī)上的光電子預(yù)警設(shè)備，其可以對空間坐標(biāo)、技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行確定和偵測，經(jīng)過相關(guān)判斷之后，對存在的危險目標(biāo)進(jìn)行預(yù)警。其主要是利用在不同的物質(zhì)上、背景上所產(chǎn)生的光電子電磁波存在不一致的反射，將四周反射出來的電磁波與目標(biāo)進(jìn)行差異性的比較，以此來得以識別和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)之后對其進(jìn)行跟蹤、預(yù)警。目前在火箭、導(dǎo)彈中的紅外預(yù)警器得到應(yīng)用。

3結(jié)語

光電技術(shù)應(yīng)用范文2

關(guān)鍵詞：光電變換；薄膜材料；制備原理

物質(zhì)在受到光照以后，往往會引發(fā)某些電性質(zhì)的變化，亦即光電效應(yīng)。光電效應(yīng)主要有光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)和光電子發(fā)射效應(yīng)3種。最近有人提出GENESIS計劃（grobal energy network equippers with solar ceils and international superconductor grids），即在世界范圍內(nèi)，將太陽能電站發(fā)出的電力用超導(dǎo)電纜連接，建設(shè)全球規(guī)模太陽能綜合供電網(wǎng)絡(luò)的計劃。目前，在日本已有新陽光計劃.美國有Solar 2000計劃，歐盟（EU）有Sahel計劃等。世界主要工業(yè)國家針對21世紀(jì)能源的綜合需求和地球環(huán)境改善.將進(jìn)一步推進(jìn)包括太陽能電池在內(nèi)的太陽能利用計劃。

一、光電變換薄膜材料的制備原理技術(shù)

當(dāng)金屬或半導(dǎo)體受到光照射時，其表面和體內(nèi)的電子因吸收光子能量而被激發(fā)，如果被激發(fā)的電子具有足夠的能量，足以克服表面勢壘而從表面離開，產(chǎn)生了光電子發(fā)射效應(yīng)。CIS薄膜太陽能電池是以銅銦硒（CIS）為吸收層的薄膜太陽能電池。目前，還有在CIS中摻人部分Ga、A1來代替CIS中的In，從而形成CIGS或CIAS薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)；而且這一類電池被認(rèn)為是未來最有希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用的化合物薄膜太陽能電池。美國的CuInSe2-cd（zn）s薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)12%，這使CIGS薄膜太陽能電池成為高性能薄膜太陽能電池的前列。

主要介紹CIGS薄膜的制備技術(shù)。

①M(fèi)o背電極薄膜的沉積。在電池研究過程中，包括Mo、Pt、Ni、A1、Au、Cu和Ag在內(nèi)的很多金屬都被試著用來制作背電極接觸材料。研究發(fā)現(xiàn)，除了Mo和Ni之外，在制備CIGS薄膜的過程中，這些金屬都會和CIGS產(chǎn)生不同程度的相互擴(kuò)散。擴(kuò)散引起的雜質(zhì)將導(dǎo)致更多復(fù)合中心的產(chǎn)生，最終將導(dǎo)致電池效率的下降。在高溫下Mo具有比Ni更好的穩(wěn)定性，不會和Cu、In產(chǎn)生互擴(kuò)散，并且具有很低的接觸電阻，所以一直被用做理想的背電極材料。

Mo的沉積厚度約為0.5-1.5μm。首先在鈉鈣玻璃上采用射頻磁控濺射、直流磁控濺射或真空熱蒸發(fā)的方法沉積厚度約為1.0μm的Mo層。由于直流磁控濺射技術(shù)制備的Mo薄膜的均勻性好，薄膜的沉積速率高，所以，一般在沉積Mo薄膜時多采用直流磁控濺射技術(shù)來沉積。

②CIGS薄膜的沉積。具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物材料CulnSe2（CIS）或CulnGaSe2（CIGS）在可見光范圍內(nèi)的吸收系數(shù)高達(dá)105 cm-1，通過改變鎵的含量，其禁帶寬度在1.04～1.67 eV范圍內(nèi)可調(diào)，可以制備出最佳禁帶寬度的半導(dǎo)體材料。同時具有好的穩(wěn)定性，耐空間輻射，屬于最好的薄膜太陽能材料之一。美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室用Cu、In、Se、Ga四元共蒸發(fā)沉積法制備的薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)高達(dá)18.8%。雖然共蒸發(fā)法在小面積電池上取得了最好的效率，在大面積制備薄膜太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，卻存在其難以克服的障礙。目前采用較多的方法仍然是磁控濺射法。基于磁控濺射的工藝也有很多，主要有濺射預(yù)制薄膜后硒化方法，預(yù)制薄膜的制備等。基于以上的要求，制備的Culn（CuInGa）預(yù)制薄膜厚度為600～700 nm，Se化后Cu—InGaSe2薄膜的厚度為1.8～2.0μm，整個厚度會有2～3倍的提高。

二、光電變換薄膜材料的應(yīng)用

太陽能光電轉(zhuǎn)換裝置就是太陽能電池。太陽能電池，又稱光伏電池。太陽能電池發(fā)電的原理是利用光生伏特效應(yīng)。當(dāng)太陽光源或其他光輻射到太陽能電池的pn結(jié)上時，電池就吸收光能，從而產(chǎn)生電子一空穴對。這些電子一空穴對在電池的內(nèi)建電場，即pn結(jié)電場的作用下，電子和空穴被電場分離，在pn結(jié)的兩側(cè)，即電池兩端形成由電子和空穴組成的異性電荷積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是所謂的“光生伏特效應(yīng)”。如果將多個pn結(jié)串聯(lián)起來，就可以得到具有一定電壓的太陽能電池。太陽能電池的直接輸出一般都是12 V（DC）、24 V（DC）、48V（DC）。

太陽能電池是受太陽光照射而工作的光電池。在帶有受光面的半導(dǎo)體單晶，或非晶板的表面之下，制作pn結(jié)，其P區(qū)和n區(qū)分別與外電路相連接，在太陽光照射下。產(chǎn)生從P到n的電流。為使太陽能利用更快普及，需要進(jìn)一步降低太陽能電池，特別是更具普及意義的a-Si太陽能電池的價格。為此，需要在a-Si太陽能電池制造工藝的簡化、低能耗、無公害、省工時、省原材料、輔助材料（例如基板）價格降低等方面不斷改善。與此同時，還要保證電池特性不斷提高。目前，Si系太陽能電池的效率已達(dá)12%以上，在成膜裝置方式方面，已普遍采用一室對應(yīng)一個處理工序的多室連續(xù)方式，以及為提高膜層質(zhì)量的超高真空連續(xù)分離成膜裝置。

從材料方面講，寬能隙P型a-SiC窗口材料已獲得廣泛應(yīng)用，為進(jìn)一步提高太陽能電池的效率，正在開發(fā)新的P型層材料。此外，超品格材料以及微品材料也有采用。關(guān)于電池的結(jié)構(gòu)，最新發(fā)表的多為多層結(jié)構(gòu)（多能隙結(jié)構(gòu)）。而且，多品硅及CulnSe2等品體層與a-Si相組合的結(jié)構(gòu)也在研究開發(fā)之中[4]。

窄能隙a-SiGe材料由于采用傳統(tǒng)的含氫系，因此特性不夠理想。隨著制膜技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，以及氟系a-SiGe的開發(fā)，已經(jīng)獲得光導(dǎo)電特性優(yōu)良的膜層。

三、結(jié)論

在成膜方法方面，已普遍采用各種等離子體控制方式，以及利用光、ECR等的CVD法等。總的說來，隨著工藝進(jìn)展，利用高速成膜法，已能獲得高品質(zhì)膜層。以上通過對光電變換薄膜材料制備原理技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行探討，期望能夠?qū)Ξ?dāng)前光電變換薄膜材料的發(fā)展有所借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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光電技術(shù)應(yīng)用范文3

在全人類都在面臨著氣候變化、空氣污染和資源緊缺的共同危機(jī)的今天，低碳型可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為了當(dāng)代社會發(fā)展的主流。而因?yàn)榻ㄔ旎顒釉谙馁Y源的同時制造了大量的環(huán)境污染物，低碳景觀的發(fā)展問題需要更多的關(guān)注。新能源、新材料在景觀設(shè)計中的應(yīng)用研究和實(shí)踐正是為實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)而提出的。本文以深圳棲游家園住宅小區(qū)設(shè)計為例，提出了應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)來實(shí)現(xiàn)低碳景觀的思路。

關(guān)鍵詞：光電轉(zhuǎn)換技術(shù)；太陽能光電板；低碳景觀；新能源

Abstract: with the global climate change, the problem of environmental pollution has caused great concern in the international. Global warming, the world is thought to be due to the greenhouse gas carbon dioxide emissions caused by excessive. In order to make the trend of ecological environment deterioration has been further curb, develop clean, safe, sustainable development of renewable energy has been put on the agenda.

In all of humanity in the face of climate change, air pollution and resource shortage of common crisis today, low-carbon sustainable development has become the mainstream of contemporary social development. And because the construction activities in the consumption of resources at the same time to create a large number of pollutants in the environment, development of low-carbon landscape should be paid more attention to. Application research and practice of landscape design in the new energy, new material is put forward to realize this goal. This paper takes Shenzhen aquatic tour home residential design as an example, presents the application of photoelectric conversion technology to achieve low carbon landscape ideas.

Keywords: photoelectric conversion technology; solar panel; low carbon landscape; new energy

中圖分類號: O472+.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

太陽能作為目前取之不盡用之不竭的能源，應(yīng)得到廣泛的推廣應(yīng)用。據(jù)了解，深圳的用電缺口在逐年增大，因地制宜開發(fā)和推廣應(yīng)用太陽能有利于緩解當(dāng)前能源緊缺狀況，符合我國能源發(fā)展戰(zhàn)略。深圳位于北回歸線以南，氣候炎熱，太陽輻射時間長，有利于利用太陽能轉(zhuǎn)換裝置，一方面降低能源成本，另一方面可減少炎熱天氣下的地表溫度，增加庭院舒適感。

一、項目概況

棲游家園住宅小區(qū)位于深圳市南山區(qū)后海大道與花果山路交匯處，是一個崇尚人性化、生態(tài)環(huán)保的年輕時尚的生活社區(qū)。作為該項目的景觀設(shè)計師，我們在該項目上運(yùn)用了光伏發(fā)電的光電平板技術(shù)，建造在二層公共平臺花園打造一組光電轉(zhuǎn)換景點(diǎn)，并在概念設(shè)計之初，建議在高層屋頂設(shè)置光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，以供樓梯間照明和園林景觀照明的公共用電需求，減輕了住戶的物業(yè)電費(fèi)上的公共分?jǐn)傎M(fèi)用，倡導(dǎo)新的低碳生活理念。

在收集各方資料后，我們對小區(qū)的光照環(huán)境及使用者的感受進(jìn)行了認(rèn)真的分析，通過日照模擬計算，得出日照時長大于或等于7小時的區(qū)域，結(jié)合入口小廣場及噴水組合景墻，以景觀設(shè)計一體化的手法揉合到現(xiàn)有的景觀系統(tǒng)中，不僅可以使小區(qū)景觀美觀，更洋溢著一股綠色低碳的味道，同時可以發(fā)電，滿足夜間景觀照明需要，彰顯節(jié)能建筑要求，更可以讓住戶加深對光電綠色節(jié)能措施的了解，有利于青少年養(yǎng)成保護(hù)生態(tài)環(huán)境和節(jié)約能耗的思維習(xí)慣。

光電轉(zhuǎn)換裝置效果如下圖：

六個太陽能光電轉(zhuǎn)換景觀組，以一種序列排列方式設(shè)置在開揚(yáng)的二層入口平臺小廣場上，將太陽能量轉(zhuǎn)化為電能以直流電的形式儲存在蓄電池里，通過轉(zhuǎn)換為交流電，直接驅(qū)動噴水景墻的水泵工作，通過相關(guān)設(shè)計將接線盒、旁路二極管、連接線等隱藏在太陽能光電轉(zhuǎn)換平板下方的基礎(chǔ)中，這樣既可防陽光直射和雨水侵蝕，又不會影響太陽能光電板的外觀效果，達(dá)到與景觀的完美結(jié)合。在陽光明媚的日子里，我們可以最直觀地看到能量是怎樣變成人見人愛的一種噴泉景觀。

我們用“生命之源”來述說這樣的一個故事：生命之初，是萬物依靠的太陽提供給生命能量，能量傳遞的結(jié)果，產(chǎn)生了生命，水循環(huán)使得生命得以生生不息地延續(xù)。

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能原理

利用光能轉(zhuǎn)換電能的效應(yīng)原理，光伏電池組件在白天接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)換為直流電能輸出，再經(jīng)由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榭蔀橛秒娫O(shè)備供電的交流電力；轉(zhuǎn)換過程不產(chǎn)生輻射及其它環(huán)境污染。但目前太陽能光電板的生產(chǎn)過程中，單晶硅和多晶硅會產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的環(huán)境污染，目前科學(xué)家們正在研究更好的途徑，如何減少生產(chǎn)過程的污染。

以本項目小型的光電轉(zhuǎn)換裝置為例，六個太陽能光電轉(zhuǎn)換景觀組合計可安裝太陽能光電板面積約為60 平方米，按透光率30%計算，可安裝太陽能組件約5.1 千瓦。按照深圳地區(qū)日照輻射太陽能組件發(fā)電功率計算，5.1KW 每天可發(fā)電約18KWH，每年可發(fā)電約0.66 萬KWH。現(xiàn)在電價逐年在遞增，每度電暫按1.5 元計算，每年節(jié)約電費(fèi)1萬元；以太陽能電池壽命為25 年計算，約能節(jié)約電費(fèi)25 萬元，其中還未包括火力發(fā)電對環(huán)境污染的整治投入和煤炭等資源的費(fèi)用。

本項目單純按發(fā)電量來算，其經(jīng)濟(jì)值是較低的，與常規(guī)能源相比，初始投入費(fèi)用仍然比較高，這也是制約太陽能光伏應(yīng)用的主要因素。然而，我們也應(yīng)看到，治理常規(guī)能源所造成的污染是一項很大的“隱蔽”費(fèi)用，并且太陽能光伏發(fā)電雖一次性投資較大，但其運(yùn)行費(fèi)用很低。

太陽能光伏與建筑、景觀相結(jié)合是一個方興未艾的領(lǐng)域，有著巨大的市場潛力。它需要太陽能光伏設(shè)計制造者與建筑和景觀材料、設(shè)計、施工和電力部門密切合作，共同努力才能取得成功。

三、光伏發(fā)電電能的利用

住宅小區(qū)可采用的太陽能轉(zhuǎn)換電能的利用方式有以下3種：

1.將太陽能光電轉(zhuǎn)換裝置白天產(chǎn)生的電量，以直流電方式儲存在設(shè)備附近的蓄電池中，夜晚可將蓄電池的電用于附近的路燈照明。優(yōu)點(diǎn)是所發(fā)電量可直接用于小區(qū)用電，減少電線鋪設(shè)，缺點(diǎn)是路燈照明不穩(wěn)定，需考慮天氣的影響，并需同時結(jié)合市政用電補(bǔ)充。因此，我們可采用太陽能光電轉(zhuǎn)換的電量連接至照度要求不高的庭院草坪燈，即使受惡劣天氣影響無法正常發(fā)電，也不至于對園區(qū)生活造成太大的干擾。

2.將太陽能光電轉(zhuǎn)換裝置白天產(chǎn)生的電量，通過直流交流轉(zhuǎn)換器，直接并入小區(qū)的電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)“局域小并網(wǎng)”，減少白天小區(qū)中的用電量，節(jié)省開支。優(yōu)點(diǎn)：所產(chǎn)生的電量及時并入電網(wǎng)，減少損耗，不影響全區(qū)的用電效果；缺點(diǎn)：所需的設(shè)備較多，比較適合較大規(guī)模和面積的太陽能光電轉(zhuǎn)換板設(shè)備。

3.期待在不久的將來，可將所發(fā)電量直接并入市政電網(wǎng)，以抵消小區(qū)所消耗的電量。

四、關(guān)于光伏發(fā)電今后的思考

國外許多國家的光伏建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)成熟，光伏發(fā)電已在國外已取得了許多成功的例子，美國和歐盟已經(jīng)進(jìn)入了一個新能源時代，在積極創(chuàng)造一個未來的智能電網(wǎng)。

目前國內(nèi)的供電系統(tǒng)是單方向的供電，我國正在著手開展智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)，并開展了可再生能源集中并網(wǎng)及儲能領(lǐng)域的相關(guān)研究，我們期待著國家的電網(wǎng)可適應(yīng)新能源發(fā)電的接入要求，實(shí)現(xiàn)各類電源及用戶的無憂接入并和用戶雙向互動。屆時，市民可以采用自發(fā)電的形式，將通過太陽能光電轉(zhuǎn)換等可再生能源產(chǎn)生的用電并入市政電網(wǎng)，政府將節(jié)省的資源費(fèi)用返還市民，并采用錯峰用電和錯峰電價的措施，使得市民可在白天用電量少的時候利用太陽能發(fā)電，夜間用電高峰期采用自發(fā)的電量滿足自身需求。這樣可使得光電轉(zhuǎn)換技術(shù)得以在我國大面積地展開。

結(jié)語

棲游家園的景觀光伏發(fā)電項目雖然只是一個小小的舉措，但它將展現(xiàn)建設(shè)投資方對環(huán)境保護(hù)的重視，讓使用者培養(yǎng)起對環(huán)境保護(hù)和科學(xué)發(fā)展的認(rèn)知。在住宅小區(qū)建設(shè)太陽能光伏發(fā)電一體化系統(tǒng)不但響應(yīng)國家節(jié)能減排方針，更能為該地區(qū)市民更直觀地了解和認(rèn)識到科學(xué)發(fā)展與節(jié)能環(huán)保的重要性，為推動我國新能源開發(fā)及全球環(huán)境的改善作出催化劑的作用。該項目的建成也有利于優(yōu)化園區(qū)的供電結(jié)構(gòu)，在打造節(jié)能建筑理念方面，具有極大的社會、環(huán)境等綜合效益。

希望本項目的建成能成為其他公共建筑與房產(chǎn)投資商的效仿對象，將具有較大的標(biāo)桿示范效應(yīng)。

光伏發(fā)電作為有效地節(jié)能措施，不單單在景觀方面可以起到良好的啟示作用，它在建筑設(shè)計的光電幕墻、光電屋頂上發(fā)揮著更加重要的作用。光伏發(fā)電在中國的大規(guī)模推廣應(yīng)用是可以預(yù)見的，除了有關(guān)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)及公司企業(yè)進(jìn)一步努力之外，很重要的一個方面，還需要政府有關(guān)機(jī)構(gòu)和部門對其重要性和迫切性進(jìn)一步提高認(rèn)識，進(jìn)一步擴(kuò)展其戰(zhàn)略規(guī)劃和發(fā)展計劃，進(jìn)一步制訂有效的扶持政策和措施，進(jìn)一步加強(qiáng)指導(dǎo)和引導(dǎo)，使光電轉(zhuǎn)換設(shè)備在不太長的時間內(nèi)，大規(guī)模合理應(yīng)用，大規(guī)模健康發(fā)展。

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2.智能電網(wǎng)技術(shù)，劉振亞主編，國家電網(wǎng)報，2010年6月19日

光電技術(shù)應(yīng)用范文4

一、我國太陽能光電行業(yè)發(fā)展中存在的問題

目前，我國太陽能光電技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀不是特別好，一些光電產(chǎn)品都是國際進(jìn)口，而且以出口為主，也就是說，我國生產(chǎn)的太陽能光電產(chǎn)品大部分都會出口到國外的市場中。對于一些留在國內(nèi)的太陽能光電產(chǎn)品也都應(yīng)用到了農(nóng)村，實(shí)現(xiàn)了太陽能光電發(fā)電的獨(dú)立型使用，所以說，我國太陽能光電行業(yè)中還存在著很多的問題，其中主要包括以下幾方面：首先，太陽能光電行業(yè)是一個具有綜合性的行業(yè)，里面包括了光學(xué)、建筑學(xué)、化學(xué)以及物理學(xué)等，因此，對人才的需求也比較大，但是，我國在人才方面比較稀缺，影響了太陽能光電技術(shù)的發(fā)展[1]；其次，要想提升太陽能光電轉(zhuǎn)化的效率，最重要的學(xué)科是材料學(xué)，因此，材料學(xué)的研究直接影響著太陽能光電技術(shù)的發(fā)展；再次，太陽能光電技術(shù)中的物理學(xué)以及化學(xué)的理論基礎(chǔ)不是特別強(qiáng)大，沒有實(shí)現(xiàn)突破性的發(fā)展；最后，太陽能光電行業(yè)沒有實(shí)現(xiàn)與建筑行業(yè)的有效集合，不能符合現(xiàn)代建筑的發(fā)展需求。

二、太陽能光電技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

（一）太陽能光電技術(shù)在現(xiàn)代建筑節(jié)能中的應(yīng)用

根據(jù)目前的情況來看，太陽能光電技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在建筑的光伏一體化系統(tǒng)，也稱為BIPV系統(tǒng)，它能將太陽能的發(fā)電機(jī)安置在建筑的屋頂或者是墻面上，應(yīng)用的原理與普通的光伏發(fā)電系統(tǒng)大致相似，主要的區(qū)別是太陽能的組件不僅能夠作為系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)使用，還能作為建筑的外墻材料，而且用在建筑光伏一體化系統(tǒng)的光伏組件可以是透明的也可以是半透明的，在這種情況下，外面的光線既能夠通過該組件照到建筑內(nèi)，還不會影響建筑內(nèi)的采光情況。在建筑中應(yīng)用太陽能光電技術(shù)以及建筑光伏一體化系統(tǒng)，能夠現(xiàn)場發(fā)電現(xiàn)場使用，另外還具有大量的優(yōu)點(diǎn)：在建筑中應(yīng)用太陽能光電技術(shù)進(jìn)行發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的節(jié)能和環(huán)保功能；還能減少成本的投入，避免在運(yùn)輸?shù)倪^程中出現(xiàn)損失；還能對建筑的外圍起到保護(hù)作用，具有較強(qiáng)的隔音和隔熱效果；優(yōu)化建筑內(nèi)的熱環(huán)境；但是，BIPV系統(tǒng)具有較高的成本消耗，而且在短時間內(nèi)很難在建筑中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，其中成本的消耗主要體現(xiàn)在光電轉(zhuǎn)換方面，在設(shè)計方面沒有太多的要求。因此，我國太陽能光電技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用還有待完善，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑的完全節(jié)能。

（二）太陽能光熱技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

對于太陽能技術(shù)中光熱技術(shù)在現(xiàn)代建筑的應(yīng)用來說，主要體現(xiàn)在太陽能熱水以及被動式太陽能采暖技術(shù)。實(shí)際上，我國太陽能熱水系統(tǒng)是在上世紀(jì)80年代左右興起的，當(dāng)時只能對日常的生活用水進(jìn)行加熱，而且技術(shù)的水平比較低，而一些歐美地區(qū)已經(jīng)能使用太陽能的熱水系統(tǒng)進(jìn)行熱源的輔助和促進(jìn)常規(guī)能源的運(yùn)行，并且為人們的生活提供所需要的熱水以及洗浴用水等。為了能夠同時滿足人們的需求和城市的美化，我國的太陽能熱水系統(tǒng)已經(jīng)向著實(shí)用性強(qiáng)、與建筑有效結(jié)合的方向發(fā)展，這已經(jīng)成為了我國發(fā)展太陽能光電技術(shù)的具體目標(biāo)。在上世紀(jì)70年代我國就已經(jīng)對太陽能在建筑中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，一直到現(xiàn)在，太陽能在建筑中應(yīng)用的面積已經(jīng)達(dá)到了1000多萬平方米。在現(xiàn)代的生活中，太陽能光電技術(shù)已經(jīng)從建筑的群體化向著住宅小區(qū)發(fā)展，比如，在甘肅省的某些城市中就已經(jīng)創(chuàng)建了占地面積在10萬平方米左右、建筑面積在9.5萬平方米左右的太陽能小區(qū)，促進(jìn)太陽能光電技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的廣泛應(yīng)用[2]。雖然給社會帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益，但是，在技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國家相比還是存在著較大的差距。

三、太陽能光電技術(shù)未來的發(fā)展

雖然現(xiàn)在的太陽能光電技術(shù)有著很多的優(yōu)勢，在現(xiàn)代建筑中也實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，但是，太陽能光電技術(shù)所需的設(shè)備成本非常高，根據(jù)我國的資金運(yùn)轉(zhuǎn)情況，根本不能實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)展。我國可以借鑒一些國外的太陽能光電技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)太陽能光電技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。比如，德國在太陽能光電技術(shù)的應(yīng)用方面就非常有優(yōu)勢，他們的研究人員專門制定了太陽能可再生的電力法，從而促進(jìn)太陽能的廣泛使用[3]。在德國，太陽能光電技術(shù)的使用最重要的就是綠電購買綠電，意思是德國人民在自愿的情況下進(jìn)行綠色電力的購買，而且綠色電力的價錢要比普通電力的昂貴，大概每KWh貴3歐分左右，電力銷售公司在賣出綠色電力之后，用獲取的利潤繼續(xù)大量購買綠色電力。在這種規(guī)定的情況下，太陽能光電技術(shù)肯定會得到了高效的使用，電力公司不僅不會出現(xiàn)虧損的情況，還能實(shí)現(xiàn)射虎的環(huán)保，這種模式在我國以后的太陽能光電技術(shù)發(fā)展中值得推廣，從而促進(jìn)太陽能光電技術(shù)的良好使用。

光電技術(shù)應(yīng)用范文5

關(guān)鍵詞：認(rèn)知理論；布魯納；光電檢測技術(shù)；專業(yè)課教學(xué)

作者簡介：莫文琴（1978-），女，湖北武漢人，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）機(jī)械與電子信息學(xué)院，講師；晉芳（1978-），女，湖北武漢人，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）機(jī)械與電子信息學(xué)院，副教授。（湖北 武漢 430074）

基金項目：本文系中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究生培養(yǎng)模式與教學(xué)改革基金（編號：CUGYCXK0820）和中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項資金資助項目（編號：CUGL110222）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）04-0076-02

認(rèn)知學(xué)習(xí)理論是通過研究人的認(rèn)知過程來探討學(xué)習(xí)規(guī)律的理論。認(rèn)知理論主要包括：人是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)不是通過練習(xí)和強(qiáng)化形成的，而是通過頓悟與理解獲得；學(xué)習(xí)可以看成學(xué)生個體構(gòu)建自己的認(rèn)知體系的過程；教學(xué)要關(guān)心學(xué)生學(xué)習(xí)過程的主動性及學(xué)生對知識意義的建構(gòu)。[1，2]認(rèn)知學(xué)習(xí)理論不僅重視人的主體性，而且準(zhǔn)確把握了學(xué)習(xí)的基本過程及其規(guī)律。布魯納認(rèn)知理論是現(xiàn)代認(rèn)知理論的代表，他強(qiáng)調(diào)認(rèn)知學(xué)習(xí)與認(rèn)知發(fā)展，提倡發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，倡導(dǎo)結(jié)構(gòu)主義教育。“光電檢測技術(shù)”是一門綜合性很強(qiáng)的專業(yè)課，涉及了光學(xué)、電子和計算機(jī)等多門學(xué)科，也是現(xiàn)代檢測技術(shù)重要的發(fā)展方向。由于該課程基本知識點(diǎn)多、應(yīng)用性較強(qiáng)，如何提高教學(xué)質(zhì)量是該課程教師所共同關(guān)注的問題。[3，4]因此，通過將布魯納認(rèn)知理論應(yīng)用到“光電檢測技術(shù)”的教學(xué)中，尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位和知識的認(rèn)知規(guī)律，促進(jìn)了學(xué)生對該課程基本知識點(diǎn)的掌握，完善了學(xué)生專業(yè)知識體系的構(gòu)建，取得了良好的教學(xué)效果。

一、課程教學(xué)遵循知識的認(rèn)知過程

布魯納認(rèn)為認(rèn)知結(jié)構(gòu)在一個人的學(xué)習(xí)過程中是不斷發(fā)展的，人們總是通過把新來的信息與原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來積極構(gòu)建起知識體系；學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)在于主動形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)包括知識的獲得、知識的轉(zhuǎn)化和評價三個過程。[1]

1.知識的獲取

認(rèn)識的獲取，是新知識通過“同化”思維后，被容納到新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。我們在介紹新知識時，需要通過與學(xué)生以往接觸過的系統(tǒng)進(jìn)行類比，幫助學(xué)生理解和掌握新知識。學(xué)生在學(xué)習(xí)“光電檢測技術(shù)”課程之前已經(jīng)修完了“傳感器技術(shù)”課程，那么在介紹現(xiàn)代光電檢測技術(shù)中的光纖傳感器時，將其與傳統(tǒng)傳感器進(jìn)行類比：傳統(tǒng)傳感器的核心是電量參數(shù)的變化，傳輸信號為電信號，傳輸介質(zhì)是電線，被測量是物理量（溫度、壓力或流量）；而光纖傳感器的核心是光電場參數(shù)的變化，傳輸信號變成了光信號，傳輸介質(zhì)是光纖，被測量仍然是物理量。通過這樣的比較和分析，將新知識（光電場參數(shù)、光信號和光纖）“同化”到傳統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)中，幫助學(xué)生構(gòu)建新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

2.知識的轉(zhuǎn)化

在獲取知識之后，就是對新知識進(jìn)一步分析和概括，從而演繹出新內(nèi)容的過程。同樣以上述例子說明，在學(xué)生獲得光纖傳感器的概念后，就要其思考：為什么會產(chǎn)生光纖傳感器，光纖傳感器和原有傳統(tǒng)傳感器相比，優(yōu)勢是什么？于是教師可以通過對不同光纖傳感器的應(yīng)用進(jìn)行介紹和歸納，讓學(xué)生了解到光纖傳感器具有長距離遙測、耐惡劣環(huán)境（高溫、強(qiáng)電磁干擾）、靈敏度高和易于聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。這樣，學(xué)生一旦遇到需要高靈敏度探測處于惡劣環(huán)境的物理量的課題時，自然就會考慮能否采用光纖傳感器這一方案，或者說通過新知識的轉(zhuǎn)化，學(xué)生在已掌握傳統(tǒng)探測方法的基礎(chǔ)上又增加了光纖傳感這一方法，開拓了學(xué)生思路，提高了學(xué)生解決問題的能力。

3.學(xué)習(xí)評價

學(xué)習(xí)評價除了傳統(tǒng)的考試，還可以通過課堂問答、開放式討論、實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計等方式來實(shí)施。平時在課程教學(xué)過程中，待學(xué)生學(xué)完某一章節(jié)之后，教師利用課堂問答來檢驗(yàn)學(xué)生對基本知識點(diǎn)的掌握程度，并根據(jù)學(xué)生的反饋來調(diào)整教學(xué)的進(jìn)度，如果學(xué)生大部分還未真正理解該章節(jié)的基本概念和理論，則需要再次幫助學(xué)生完成基本知識點(diǎn)的獲取。

開放式討論則是在學(xué)生已具備一定理論基礎(chǔ)后，檢驗(yàn)他們是否能將新知識轉(zhuǎn)化成為認(rèn)知系統(tǒng)中新的內(nèi)容。學(xué)生在“光電檢測技術(shù)”課程中學(xué)習(xí)了激光雷達(dá)的工作原理后，教師可以設(shè)定具體問題，比如雷達(dá)測速與激光雷達(dá)測速的區(qū)別，讓學(xué)生展開討論。這樣，學(xué)生通過與已修完的“物理檢測理論與檢測技術(shù)”課程中所學(xué)的雷達(dá)測速進(jìn)行比較和分析，就能了解到兩種測速的方法其實(shí)都是基于多普勒效應(yīng)，只是激光的方法是利用光信號作為載波，而雷達(dá)是利用微波。但正是由于激光雷達(dá)采用的是比微波頻率高104～105倍的光載波，它的測速精度也遠(yuǎn)高于一般雷達(dá)測速系統(tǒng)。利用類似的問題，可以檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握了新的測試技術(shù)，從而評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計是學(xué)習(xí)評價環(huán)節(jié)中最為重要的內(nèi)容。它是對新知識轉(zhuǎn)化程度的一種檢驗(yàn)，即考查學(xué)生對于新知識的使用是否得當(dāng)，分析和概括是否準(zhǔn)確。[1]學(xué)生不再是被動接受新知識，而是親身試驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和現(xiàn)象中加深對基本知識點(diǎn)的掌握，驗(yàn)證問題的解決方法是否有效。“光電檢測技術(shù)”課程開設(shè)有光電器件特性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在對光電二極管的光伏特性進(jìn)行測試時，經(jīng)常會提出疑問，即為什么當(dāng)光電二極管的兩端電壓改變時，流過管子的電流始終不變？這時，教師就會反問他們，如果光電管上光照沒有變化，管子的電流會變化嗎？他們才恍然大悟，流經(jīng)管子的電流只與入射光照有關(guān)，既然管子受到的光照恒定，光電流也是不變的。通過這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對光電器件的各種特性印象深刻，因此對課程的基本概念的掌握更加牢固。

當(dāng)然，正如布魯納所說，知識的獲取、轉(zhuǎn)化和評價是三個幾乎同時發(fā)生的過程。我們在“光電檢測技術(shù)”課程教學(xué)中，將上述學(xué)習(xí)的三個過程貫穿整個課程講授中，即每一章理論學(xué)習(xí)后安排課堂問答、開放式討論和實(shí)驗(yàn)，這正符合學(xué)生對知識的認(rèn)知過程，通過這些教學(xué)環(huán)節(jié)的展開，學(xué)生由淺入深、由表及里地掌握了這門學(xué)科的精髓。

二、教學(xué)應(yīng)使學(xué)生理解各門學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)

學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)包含兩個方面的內(nèi)容：學(xué)科的基本知識結(jié)構(gòu)以及學(xué)習(xí)的態(tài)度和方法。[1]學(xué)科的基本知識結(jié)構(gòu)指的是該學(xué)科的基本知識概念和基本規(guī)律。學(xué)科的基本知識結(jié)構(gòu)好比金字塔的基底，承受著最沉的負(fù)荷，只有基礎(chǔ)打扎實(shí)了，才能有塔頂?shù)妮x煌。

在光電檢測技術(shù)系統(tǒng)中，光電探測器起著將光載波轉(zhuǎn)換為電信號的核心作用，其選取和使用是否得當(dāng)在很大程度上決定了光電系統(tǒng)的性能。而光電器件的主要性能參數(shù)是區(qū)別各種光電探測器的基礎(chǔ)，比如光譜特性，即探測器輸出信號大小與照射到探測器上光波長的關(guān)系。可以這樣解釋：探測器好比人的眼睛，在紅橙黃綠青藍(lán)紫各種顏色中，我們總是對黃綠色的光最為敏感，也就是說在黃綠色光波長處，人眼的光譜響應(yīng)度是最大的。這樣的類比之后，學(xué)生很容易去理解光電器件的主要性能，從而能夠根據(jù)各種光電器件的區(qū)別和特點(diǎn)，將各種光電器件應(yīng)用在各自適合的場合，比如PIN型探測器和雪崩光電二極管，時間響應(yīng)最快，適用于光通信中高速光信號的探測；而光敏電阻時間響應(yīng)慢，線性較差，一般來說作為開關(guān)光信號的探測。通過對光電器件特性參數(shù)這一基本概念的理解和掌握，為器件選型、光電檢測電路的設(shè)計和光電檢測系統(tǒng)的設(shè)計打下基礎(chǔ)。

由于“光電檢測技術(shù)”課程涉及較多的專業(yè)基礎(chǔ)，比如大學(xué)物理、模擬電子和數(shù)字電子、電子測量課程等，所以學(xué)生要學(xué)好該門課程，應(yīng)當(dāng)具有一定的知識背景，才能消化晦澀難懂的知識點(diǎn)。有些學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)較差，在課程學(xué)習(xí)中很容易碰到挫折而放棄努力，這時，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，以腳踏實(shí)地的態(tài)度去學(xué)習(xí)這門課程，不應(yīng)急功近利；幫助他們復(fù)習(xí)相關(guān)的知識背景，從而理解本課程的重要知識點(diǎn)，只有這樣后續(xù)學(xué)習(xí)才能順利進(jìn)行。同時，考慮到本課程應(yīng)用性較強(qiáng)，教師講課時應(yīng)多聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合業(yè)界熱點(diǎn)問題，介紹相關(guān)系統(tǒng)和技術(shù)。通過具體的應(yīng)用系統(tǒng)案例將需要介紹的知識點(diǎn)引出，然后對知識點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，幫助學(xué)生深刻理解和掌握，最后引導(dǎo)學(xué)生回過頭去分析系統(tǒng)中這些知識點(diǎn)是如何發(fā)揮作用的，解決了哪些問題。例如干涉測量技術(shù)這一章中介紹了典型的相位調(diào)制干涉儀，薩古納克干涉儀是其中一種。倘若教師直接給出該干涉儀的工作原理，學(xué)生的興趣不會很大。但是教師如果拋出這樣一個問題：哪位同學(xué)知道蘋果iPhone手機(jī)中的陀螺儀是如何工作的？想必學(xué)生就很想知道答案了。這時，教師就可以說明：如果將薩古納克干涉光路放到光纖中，這便是光學(xué)陀螺儀了。薩古納克干涉儀利用光的干涉作用，測量光環(huán)路的轉(zhuǎn)動角速度。知道了薩古納克干涉儀工作原理，教師再引導(dǎo)學(xué)生回到蘋果手機(jī)中的陀螺儀的例子，正是因?yàn)橥勇輧x能夠感知三個軸方向的角速度，結(jié)合加速度傳感器，就能夠?yàn)槭謾C(jī)提供導(dǎo)航和增強(qiáng)功能。因?yàn)閷W(xué)習(xí)的最好刺激，是對所學(xué)內(nèi)容有興趣。[5]一旦他們發(fā)現(xiàn)這些基本知識點(diǎn)可以解決實(shí)際系統(tǒng)中的重要問題，就會覺得值得去學(xué)，從而使學(xué)習(xí)的主動性和積極性得到提高。

三、提倡發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，激發(fā)教學(xué)生長點(diǎn)

布魯納認(rèn)為發(fā)現(xiàn)并不只限于獲得人類尚未知曉的知識和規(guī)律，也包含通過獨(dú)立思考而獲得的一切形式和方法。[1]提倡發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，教師可以通過設(shè)定的問題和情境，[6]比如電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量，要求學(xué)生給出合理的設(shè)計方案。學(xué)生五人一組，每組將自己的設(shè)計方案在課堂上講述出來，教師則引導(dǎo)學(xué)生對各種方案進(jìn)行比較和評價。該方式以學(xué)生為主體，一方面是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動機(jī)，在掌握基本知識的前提下，使其主動探索知識、獨(dú)立解決問題；另一方面在討論和爭議的過程中，學(xué)生能夠獲得知識的生長點(diǎn)，因?yàn)槊恳唤M的方案不盡相同，在的過程中知識和經(jīng)驗(yàn)得到積累。當(dāng)然，在學(xué)生講述和討論的過程中，需要教師進(jìn)行正確指導(dǎo)，并對各種方案給予合理的評價。

四、結(jié)束語

“光電檢測技術(shù)”這門課需要學(xué)生掌握較多的專業(yè)基礎(chǔ)知識，并且應(yīng)用性較強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動手能力。學(xué)生從以往理論性較強(qiáng)的課程學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)課學(xué)習(xí)，需要一定的過程。筆者通過將認(rèn)知理論應(yīng)用到課程教學(xué)的各方面，以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，教學(xué)遵循學(xué)生對知識的認(rèn)知過程，使得學(xué)生更容易理解很抽象的基本概念，提升了其使用新技術(shù)解決問題的能力，將新知識與原有認(rèn)知系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來，豐富了學(xué)生的知識體系。

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光電技術(shù)應(yīng)用范文6

關(guān)鍵詞：光電計數(shù)器；思路；設(shè)計分析

將不同種類的數(shù)字變換器接入到光電計數(shù)器的輸入通道中，并在與數(shù)字變換器相適應(yīng)的換能器的作用下就可完成不同功能的數(shù)字化儀器的制作。電子計數(shù)器在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大的作用，達(dá)到了測量過程自動化的目的，具有操作簡便、精確度高、測量速度快、顯示結(jié)果直接以及功能多樣等優(yōu)勢。一、設(shè)計光電計數(shù)器過程中的要求

信號輸入電路、計數(shù)、處理電路、計數(shù)狀態(tài)控制電路、顯示驅(qū)動電路、電源電路、顯示器是光電計數(shù)器的主要構(gòu)成部分。信號輸入電路中能接收觸點(diǎn)開/關(guān)以及脈沖電壓（各種電壓幅度）形式的信號，通過連接信號輸入電路及光電耦合器的方式，成功的對計數(shù)電路和信號處理電路進(jìn)行了光電隔離。此外，計數(shù)電路不僅能避免計數(shù)器出現(xiàn)復(fù)位的情況，還具有控制輸入信號的功能。外部控制電路能夠通過外接端子實(shí)現(xiàn)對計數(shù)器復(fù)位和工作的控制。 在設(shè)計光電計數(shù)器過程中，通常比較器整形都是由LM324組成的，放大整形部分由LM324同相放大組成，施密特觸發(fā)器則是由反相器組成的。

二、設(shè)計光電計數(shù)器的主要電路

光電計數(shù)器的工作過程主要是：紅外光信號在經(jīng)過發(fā)射器發(fā)射后，利用反射作用在接收管的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)過放大比較整形后的電信號就成為了觸發(fā)脈沖。在加法計數(shù)器中，觸發(fā)脈沖就是計數(shù)脈沖，進(jìn)行計數(shù)功能，而計數(shù)信號顯示功能由七段LED數(shù)碼管來進(jìn)行。其中，脈沖紅外光交流驅(qū)動模式能更好的增大作用的距離。

三、光電計數(shù)器的技術(shù)要求和設(shè)計原理

SV直流穩(wěn)壓電源對整個光電計數(shù)器的電路進(jìn)行供電。由驅(qū)動紅外發(fā)射管VD1發(fā)射紅外線脈沖和多諧振蕩器產(chǎn)生的方波信號（330Hz）是光電計數(shù)器的設(shè)計原理。VD2在接收了被手阻擋而反射回來的紅外線脈沖后將其轉(zhuǎn)化成電信號，并在50 Hz的燈光干擾下對高通濾波進(jìn)行濾除，濾除后的信號經(jīng)過同相放大器（LM324）的放大，之后電壓比較器對其進(jìn)行整形，形成幅值較大的方波信號，之后再由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（555）進(jìn)行延時整形，經(jīng)非門處理后接入到74LS160（集成同步十進(jìn)制計數(shù)器）的CP端，觸發(fā)脈沖通過七段LED數(shù)碼管（由CD4511驅(qū)動）顯示出來。以下是對分支電路的描述：

脈沖式主動紅外線檢測電路是紅外檢測電路的基本電路，包括VD1（紅外發(fā)射二極管）和VD2（紅外接收二極管）兩個主要的部分。VD1和V D2的安裝方式是平行的，指向也一樣，多諧振蕩器作用時，發(fā)射二極管能夠發(fā)射經(jīng)方波脈沖調(diào)制的332赫茲的紅外線脈沖，但是接收二極管并不能接收到，發(fā)射二極管在收到手的阻礙的情況下，紅外線脈沖才會經(jīng)過反射作用由接收二極管接收到。

555多諧振蕩器電路是一種混合集成型電路，擁有八個引出端，其基本電路是由555構(gòu)成的，將數(shù)字電路和模擬電路進(jìn)行了綜合。555多諧振蕩器電路的適用范圍非常廣，具有定時準(zhǔn)確和輸出驅(qū)動功率大的優(yōu)點(diǎn)，擁有單元內(nèi)部電壓（寬范圍的電壓），可以將模擬電平接入到電路中。555多諧振蕩器電路通過發(fā)射紅外線來實(shí)現(xiàn)對相關(guān)裝置的控制，發(fā)射的功率越大，控制的距離越遠(yuǎn)。在脈沖狀態(tài)下，紅外發(fā)光二極管才進(jìn)行工作，脈沖的峰值電流越大，調(diào)制光/脈動光的有效傳送距離越遠(yuǎn)，因此可以通過提高峰值電流的方式來延長紅外光的發(fā)射距離，達(dá)到增加控制距離的目的。

由324組成的整形電路的基本構(gòu)件是電壓比較器，從整形電路中輸出的方波信號在電壓比較器的作用下能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橛|發(fā)脈沖。低通濾波和VD3（二極管）通過串聯(lián)的方式形成峰值檢波電路，在設(shè)計過程中需要注意的就是要將輸入信號脈沖的脈寬設(shè)置的遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于阻容元件的時間常數(shù)。

放大整形電路的基本構(gòu)造是SV單電源供電的LM324，進(jìn)行大概16.5倍的同相放大作用。放大整形電路在工作原理是：將輸出信號傳送到另一個通向的運(yùn)放端，然后提供大概0.8V的電壓給反向端，由反向端采取電壓比較工作。其中，如果提供的電壓大于0.8V的基準(zhǔn)電壓時，那么輸出的是高電平；提供的電壓小于0.8V的基準(zhǔn)電壓時，那么輸出的是低電平。

光電技術(shù)器的設(shè)計中利用集成同步十進(jìn)制74LS160的功能，計數(shù)顯示電路能夠進(jìn)行計數(shù)運(yùn)算，CD4511驅(qū)動數(shù)碼管能夠進(jìn)行紅外檢測，同時還能采用脈沖檢波和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器檢測等設(shè)計方法。才外，還應(yīng)該注意在整個焊接組裝過程中要嚴(yán)格按照原理設(shè)計電路圖進(jìn)行，在此基礎(chǔ)上注意做到先布置地線后設(shè)置萬能板，并減少交叉線的存在等細(xì)節(jié)問題，達(dá)到美觀實(shí)用的目的。

四、調(diào)試光電計數(shù)器的方法

首先采用斷電檢查的方法：參考原理圖對硬件電路進(jìn)行檢查，要細(xì)致到每一個焊點(diǎn)。按照單元電路―模塊電路―系統(tǒng)的步驟分層次的調(diào)試光電計數(shù)器，調(diào)試的過程中的各項指標(biāo)要參考設(shè)計圖中的進(jìn)行。其次，采用通電檢查的方法：利用信號源及相關(guān)測驗(yàn)儀器檢查每個模塊的電路在加入正常電壓之后的工作狀態(tài)中的電壓和波形是否正常，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。一般采用數(shù)碼管、紅外耦合反射對管、電阻、脈沖紅外驅(qū)動發(fā)射器（例如：555）、電容、74LS160、CD4511、LM324等器件來構(gòu)成電路，進(jìn)行參數(shù)計算。

五、設(shè)計光電計數(shù)器過程中常見的問題及和應(yīng)對措施

在引入了50赫茲的交流電后對紅外線反射管產(chǎn)生了干擾，影響其正常工作，因此要對50赫茲的交流電利用高通濾波電路來濾除交流信號。出現(xiàn)經(jīng)常性觸發(fā)脈沖現(xiàn)象的原因是：信號在進(jìn)行了波形比較和包絡(luò)檢波步驟后存在大量的毛刺。可以利用555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來延時處理電路，從而避免多次觸發(fā)計數(shù)脈沖的問題。接收管和發(fā)射管之間可以設(shè)置擋板來預(yù)防黑管在沒有物體經(jīng)過時自動接收信號的情況。多諧振蕩器在沒有設(shè)置二極管的情況下，產(chǎn)生的方波占用很大的空間（大于1/2），通過在555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上加入二極管的方式來減少占空比。

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