光电仪器设计课件.ppt
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1、光电仪器设计光电仪器设计第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 概述概述 仪器仪器是传递和转换信息的工是传递和转换信息的工具,它是各类仪器仪表、传感器具,它是各类仪器仪表、传感器及观察、监控、测试、分析设备及观察、监控、测试、分析设备的总称的总称。仪器仪表在当代社会的重要作用 n在科学研究中,仪器仪表是在科学研究中,仪器仪表是“先行官先行官”。n在军事上,仪器仪表是在军事上,仪器仪表是“战斗力战斗力”。n现代仪器仪表还是当今社会的现代仪器仪表还是当今社会的“物化法官物化法官”。n在国民经济运行中,仪器仪表是在国民经济运行中,仪器仪表是“倍增器倍增器”,对国民经济有着巨大的辐射作用和影响力。对国民经
2、济有着巨大的辐射作用和影响力。仪器仪表在实验教学、气象预报、大地测绘、诊治疾仪器仪表在实验教学、气象预报、大地测绘、诊治疾病、指挥交通、探测灾情等社会生活许多领域都有广病、指挥交通、探测灾情等社会生活许多领域都有广泛应用,泛应用,遍布遍布“农轻重、海陆空、吃穿用农轻重、海陆空、吃穿用”。美国美国“阿波罗阿波罗”登月计划登月计划总投资总投资200200亿美元亿美元用于测量和试验的费用达用于测量和试验的费用达100100110110亿美元,占总亿美元,占总投资的投资的4040。仪器仪表学科在自然科学与国民经济仪器仪表学科在自然科学与国民经济的发展中具有十分重要的地位与作用的发展中具有十分重要的地位
3、与作用 仪器对于生产、生活、高精尖技术的意义仪器仪表发展至今已成为一门独立仪器仪表发展至今已成为一门独立的学科的学科光电仪器则是仪器仪表学科的一个光电仪器则是仪器仪表学科的一个重要分支重要分支,它是传统的与现代的光它是传统的与现代的光学机械技术与电子技术计算机技术学机械技术与电子技术计算机技术的集成。的集成。光电仪器的发展水平是科学技光电仪器的发展水平是科学技术现代化的重要标志。术现代化的重要标志。研究对象研究对象 基于光学原理、采用光电转换基于光学原理、采用光电转换技术的各类光电精密仪器。技术的各类光电精密仪器。研究方法研究方法 n综合应用有关技术综合应用有关技术 n以点带面、举一反三以点带
4、面、举一反三n理论联系实际理论联系实际n从整体上分析问题从整体上分析问题仪器仪表技术的特点仪器仪表技术的特点n仪器技术是信息技术中的源头技术仪器技术是信息技术中的源头技术n仪器技术是现代科技的前沿技术仪器技术是现代科技的前沿技术n现代仪器仪表发展的关键技术现代仪器仪表发展的关键技术n仪器技术是信息技术仪器技术是信息技术 传感技术;系统集成技术;智能控制技术;人机界面传感技术;系统集成技术;智能控制技术;人机界面技术;可靠性技术。技术;可靠性技术。我国光电仪器发展状况我国光电仪器发展状况 o目前我国仪器仪表产品的综合水目前我国仪器仪表产品的综合水平,大体上相当于国际平,大体上相当于国际8080年
5、代中年代中期的水平,其中属期的水平,其中属9090年代水平的年代水平的约占约占202030%30%。我国仪器仪表产品与国外的主要差距我国仪器仪表产品与国外的主要差距n 技术性能低、质量差:在精度上较国际水平约低技术性能低、质量差:在精度上较国际水平约低1212个等个等级,如工业控制计算机,单机平均无故障时间国外为级,如工业控制计算机,单机平均无故障时间国外为1.81.8万多万多小时,而国产单机则为小时,而国产单机则为2 2千小时,国外现场工作仪表平均无故千小时,国外现场工作仪表平均无故障率时间普遍达到障率时间普遍达到10301030万小时,而国产仪表一般只有万小时,而国产仪表一般只有5 5千小
6、千小时。国内外工业仪表的相对故障率大体为时。国内外工业仪表的相对故障率大体为9 9:1 1。n品种系列不全,成套水平低:世界上仪器仪表大约有品种系列不全,成套水平低:世界上仪器仪表大约有2500025000种,而我国机械部所属的只有种,而我国机械部所属的只有1200012000多种。多种。我国仪器仪表产品与国外的主要差距我国仪器仪表产品与国外的主要差距n 新技术采用缓慢,产品更新换代周期长:国外一些厂家产新技术采用缓慢,产品更新换代周期长:国外一些厂家产品的开发周期一般为品的开发周期一般为1212年,少则半年或几个月。元器件每年年,少则半年或几个月。元器件每年更新更新20302030,基本上可
7、以保证仪器仪表整机更新换代的需要。,基本上可以保证仪器仪表整机更新换代的需要。我国的仪器仪表企业,新技术采用慢,产品更新周期一般为我国的仪器仪表企业,新技术采用慢,产品更新周期一般为3434年,少则也需要两年。年,少则也需要两年。n标准化程度低:在我国的仪器仪表标准中,国际标准的覆盖标准化程度低:在我国的仪器仪表标准中,国际标准的覆盖率只占率只占1818,绝大多数产品没有可靠性指标。标准化、通用,绝大多数产品没有可靠性指标。标准化、通用化、系列化工作仍旧存在许多问题。化、系列化工作仍旧存在许多问题。我国仪器仪表产品与国外的主要差距我国仪器仪表产品与国外的主要差距n产品结构落后、功能少、智能化程
8、度低:国际上已由单元组产品结构落后、功能少、智能化程度低:国际上已由单元组合式向功能组件组装式发展,而国内多为单元组合式。国外合式向功能组件组装式发展,而国内多为单元组合式。国外已把微处理器作为仪器仪表的组成部件,而国内则处于初步已把微处理器作为仪器仪表的组成部件,而国内则处于初步应用阶段。国内仪器多为单点,单参数、静态测量,而国际应用阶段。国内仪器多为单点,单参数、静态测量,而国际上已向多点、多参数、自动测量发展,由静态测量为主向静上已向多点、多参数、自动测量发展,由静态测量为主向静动态结合方向发展,由接触式向非接触式测量发展。其它在动态结合方向发展,由接触式向非接触式测量发展。其它在仪器仪
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