第1章 光电仪器设计概论 1
1.1概述 1
1.1.1现代设计的概念 1
1.1.2研究对象及分类 5
1.1.3仪器仪表学科目前发展概况 7
1.1.4我国光电仪器发展的状况 11
1.2光电仪器的组成 12
1.3光电仪器的静态特性 16
1.3.1静态测量中输入和输出的关系 16
1.3.2仪器的静态特性指标 16
1.4光电仪器的动态特性 18
1.4.1仪器系统的数学模型 18
1.4.2系统传递函数、脉冲响应函数和频率响应函数 19
1.4.3仪器系统的动态特性 20
第2章 光电仪器总体设计 23
2.1设计任务分析 23
2.2信号转换原理的选择 26
2.3提高仪器精度的技术措施 39
2.3.1设计原则 39
2.3.2若干设计原理 53
2.4仪器结构参数及技术指标的确定 61
2.5光电仪器中的光学系统参数的确定 69
2.5.1光源 69
2.5.2基于目视方式的光学系统基本参数的确定 72
2.5.3基于光电探测方式的光学系统参数的确定 86
2.6总体设计中应考虑的其他问题 91
2.7仪器总体方案的确定 92
2.7.1总体设计 92
2.7.2光学系统设计 102
2.7.3机械结构设计 108
2.7.4电源设计 111
第3章 仪器设计的精度理论 116
3.1仪器精度理论中的基本概念综述 116
3.1.1误差 116
3.1.2精度 120
3.2原理误差 121
3.2.1原理误差 121
3.2.2原理误差分析方法举例 122
3.3仪器机构误差分析及常见误差计算方法 126
3.3.1原始误差与作用件 126
3.3.2误差计算方法 128
3.4仪器精度设计与误差分配 142
3.4.1仪器精度指标的制定 142
3.4.2仪器精度分配步骤与依据 142
3.4.3误差的分配方法 143
3.5总体精度分析的目的和方法 144
3.5.1总体精度分析的目的和任务 144
3.5.2总体精度分析的方法和步骤 145
3.6仪器精度和测量精度 147
3.6.1仪器精度 147
3.6.2仪器精度和测量精度的关系 148
3.7光学经纬仪的总体精度分析 150
3.7.1经纬仪的测角原理和基本结构 150
3.7.2经纬仪不满足几何条件时所产生的误差 151
3.7.3光学经纬仪的总体精度分析 153
第4章 光电仪器中的定位与校准 165
4.1概述 165
4.2定位 165
4.2.1光栅定位测量系统 166
4.2.2激光在定位中的应用 181
4.2.3机械定位装置 189
4.3校准 200
第5章 光电仪器中的光电探测及常用检测电路 214
5.1光电探测器及其选用 214
5.1.1光探测器的性能指标 215
5.1.2探测器的噪声 218
5.1.3热探测器 221
5.1.4光发射器件 223
5.1.5固体光子探测器 224
5.1.6位敏光探测器 226
5.1.7 CCD成像器件及其应用 228
5.1.8 COMS成像器件 233
5.2光电信号检测电路设计 234
5.2.1缓变光信号检测电路的设计 235
5.2.2变光信号检测电路的设计 247
5.3时变光信号的调制检测 256
5.3.1调制的基本原理和类型 256
5.3.2调制器 262
5.3.3调制信号的解调 266
第6章 光电仪器设计举例及典型成像光谱仪简介 271
6.1平视显示器视差测量仪 271
6.1.1视差测量仪原理及系统组成 272
6.1.2调焦物镜设计 275
6.1.3目镜设计 285
6.1.4目视望远系统 289
6.1.5 CCD接收物镜的设计 290
6.1.6视差测量仪软件的实现 298
6.2微小锥体零件自动检测仪 301
6.2.1被测微小零件外形结构 301
6.2.2自动检测设备的技术指标及总体方案选择 301
6.2.3关键参数检测方法 304
6.2.4自动检测的控制实现 310
6.2.5实际测量结果 321
6.3典型成像光谱仪简介 322
6.3.1成像光谱仪的应用 322
6.3.2成像光谱仪的工作原理 323
6.3.3几种典型成像光谱仪 326
参考文献 330