第10章光电信息变换技术的典型应用课件

第第1010章章 光电信息变换技术的典型应用光电信息变换技术的典型应用 10.1长度量光电测量的应用实例长度量光电测量的应用实例 本节介绍应用光电信息变换技术测量长度量的实例本节介绍应用光电信息变换技术测量长度量的实例,以便系统掌握测量长度的基本方法。以便系统掌握测量长度的基本方法。10.1.1钢板宽度的非接触自动测量钢板宽度的非接触自动测量如图如图10-1所示为采用两个线所示为采用两个线阵阵CCD图像传感器对钢板宽度进图像传感器对钢板宽度进行非接触自动测量系统原理图。行非接触自动测量系统原理图。探测器探测器1与探测器与探测器2分别安装在同分别安装在同一个支撑架的两端，它们的中心一个支撑架的两端，它们的中心距距(如图所示如图所示)为为l0。1宽度测量原理宽度测量原理 如图如图10-2所示为宽度测量的原理方框图。稳定的远所示为宽度测量的原理方框图。稳定的远心照明光源心照明光源1与与2发出的光使被测钢板的边沿能够被成像发出的光使被测钢板的边沿能够被成像物镜清楚地成像在两个线阵物镜清楚地成像在两个线阵CCD的像敏面上。的像敏面上。2CCD1与与CCD2在同步脉冲的驱动下分别输出如图在同步脉冲的驱动下分别输出如图10-3所示的信号所示的信号U1与与U2。输出信号经二值化处理或输出信号经二值化处理或A/D转换在提取边界转换在提取边界(软件软件二值化处理二值化处理)，得到如图，得到如图10-3所示的二值化信号所示的二值化信号D1与与D2。D1的下降沿对应于的下降沿对应于CCD1的第的第N1个像敏单元，个像敏单元，D2的上升的上升沿对应于沿对应于CCD2的第的第N2个像敏单元，它们又分别表示钢个像敏单元，它们又分别表示钢板边缘的像在板边缘的像在CCD1与与CCD2像敏面上的位置。像敏面上的位置。32.测量范围与测量精度测量范围与测量精度因此，可以推导出钢板宽度的计算公式，为因此，可以推导出钢板宽度的计算公式，为 (10-1)式中，式中，1与与2分别为两个探测器光学成像物镜的横向分别为两个探测器光学成像物镜的横向放大倍率，放大倍率，S0为为CCD像敏单元长，式中的正负号要根据像敏单元长，式中的正负号要根据CCD的安装方向确定。的安装方向确定。(1)测量范围测量范围 钢板宽度的测量范围与两探测器的中心距钢板宽度的测量范围与两探测器的中心距l0有关，有关，即与探测器安装架的调整与锁定方式有关。即与探测器安装架的调整与锁定方式有关。4 由式由式(10-1)可见，钢板的宽度可见，钢板的宽度L直接与直接与l0有关，若有关，若l0可以大范围的调整与锁定，系统的测量范围将会很大。可以大范围的调整与锁定，系统的测量范围将会很大。另外，宽度的测量范围还与两探测器成像物镜的横向放另外，宽度的测量范围还与两探测器成像物镜的横向放大倍率大倍率1 1与与2 2有关，与所选用的有关，与所选用的CCD像敏单元长及像像敏单元长及像元数元数N等参数有关等参数有关。对式对式(10-1)取微分，由于系统确定后除像元数取微分，由于系统确定后除像元数N1与与N2外的其他参数均为常数，因此外的其他参数均为常数，因此(10-2)显然，测量精度与显然，测量精度与CCD的像元长度的像元长度S0、光学系统的、光学系统的放大倍率放大倍率等参数有关。等参数有关。(2)测量精度测量精度53.测量速度测量速度 线阵线阵CCD测量周期为其转移脉冲测量周期为其转移脉冲SH的周期的周期T，它由，它由所选线阵所选线阵CCD的像元数的像元数N及驱动频率及驱动频率f决定，决定，(10-3)式中，式中，Nd为大于线阵为大于线阵CCD虚设单元的任意数虚设单元的任意数(由设计驱由设计驱动器者决定动器者决定)。显然，。显然，N与与Nd值越大，值越大，SH的周期的周期T越长，越长，而提高驱动频率而提高驱动频率f将缩短将缩短SH的周期的周期T，提高测量速度。，提高测量速度。一般驱动频率一般驱动频率f为数为数MHz，N与与Nd之和为几千单元之和为几千单元,为此，测量周期常为为此，测量周期常为ms量级。量级。610.1.2板材定长剪切系统板材定长剪切系统1.板材定长裁剪系统的结构板材定长裁剪系统的结构 在板材的生产、加工过程中，经常遇到定长度的剪在板材的生产、加工过程中，经常遇到定长度的剪切的工作。采用光电非接触测量系统可以使板材定长加切的工作。采用光电非接触测量系统可以使板材定长加工自动化，并获得高精度、高速度、质量稳定的效果。工自动化，并获得高精度、高速度、质量稳定的效果。裁剪系统的结构如图裁剪系统的结构如图10-4所示。被裁板材经传动轮和从所示。被裁板材经传动轮和从动导轮展开，并以一定的速度动导轮展开，并以一定的速度v经裁减装置经裁减装置(剪刀剪刀)输送到光输送到光电检测系统。光电检测系统由电检测系统。光电检测系统由光源、光学成像系统光源、光学成像系统(图中未图中未画画)和光电器件构成。和光电器件构成。72.2.定长裁剪原理定长裁剪原理定长裁剪原理定长裁剪原理 设设光光电电系系统统的的中中心心安安装装在在距距裁裁剪剪剪剪刀刀口口l0 0远远处处。当当被被裁裁板板材材沿沿箭箭头头所所示示方方向向运运动动到到光光电电探探测测系系统统的的视视场场内内，被被裁裁板板材材边边缘缘的的像像成成在在光光电电器器件件的的光光敏敏面面上上，使使光光电电器器件件输输出出的的光光电电流流减减小小，输输出出电电压压降降低低。而而且且，随随着着板板材材的的运运动动输输出出电电压压将将越越来来越越小小。当当它它减减小小到到一一定定程程度度，判判别别电电路路将将输输出出电电压压跳跳变变，使使板板材材的的运运动动停停止止，裁裁剪剪系系统统启动，剪刀下落将板材剪掉。启动，剪刀下落将板材剪掉。当当板板材材进进入入光光电电系系统统，遮遮挡挡光光路路到到一一定定程程度度时时，光光电电器器件件输输出出的的信信号号经经处处理理系系统统(图图中中省省略略)后后，发发出出执执行行命命令令信信号号。剪剪刀刀在在裁裁剪剪控控制制系系统统接接受受执执行行命命令令操操作作裁裁剪剪系统执行裁剪动作。系统执行裁剪动作。83.定长裁剪系统精度分析定长裁剪系统精度分析若裁剪系统的光电传感器采用面若裁剪系统的光电传感器采用面积为积为S的硅光电池的硅光电池(或硅光电二极管或硅光电二极管)，在光敏面全被入射光照射时，光电，在光敏面全被入射光照射时，光电流流IL很大，变换电路的输出为低电位，很大，变换电路的输出为低电位，用做整形的非门电路输出为高电平。用做整形的非门电路输出为高电平。当光敏面部分被遮挡时，光电流当光敏面部分被遮挡时，光电流IL减减少，变换电路的输出电位增高，当它少，变换电路的输出电位增高，当它高于阈值电位高于阈值电位Uth值时，非门电路输出值时，非门电路输出将由高变低。输出控制传输系统和剪将由高变低。输出控制传输系统和剪刀动作的命令。刀动作的命令。板材被剪掉后，光电器件又被光完全照亮，光电流板材被剪掉后，光电器件又被光完全照亮，光电流又恢复到最大值，它使剪刀抬起，启动传动系统使板材又恢复到最大值，它使剪刀抬起，启动传动系统使板材继续沿箭头方向运动。实现传动与裁剪的自动控制。继续沿箭头方向运动。实现传动与裁剪的自动控制。9当当光光电电器器件件为为矩矩形形硅硅光光电电池池时时，它它输输出出的的光光电电流流IL与入射光照度与入射光照度E的关系为的关系为考考虑虑硅硅光光电电池池的的灵灵敏敏度度S为为常常数数，光光源源所所发发出出的的光光是是稳稳定定的的，故故也也是是常常数数，则则光光电电流流IL的的变变化化只只与与受受光光面面积积A有有关关，对对于于矩矩形形硅硅光光电电池池，面面积积为为光光电电池池的的宽宽度度b与与长度长度L的乘积，即的乘积，即其中，其中，S矩形硅光电池的灵敏度，矩形硅光电池的灵敏度，A为光电器件的受光为光电器件的受光面积，显然，在被裁板材没进入视场时为整个光电器件面积，显然，在被裁板材没进入视场时为整个光电器件的光敏面。的光敏面。(10-4)(10-5)10 显显然然，光光电电流流的的变变化化与与光光电电池池被被遮遮挡挡的的长长度度l有有关关，对式对式(10-6)取微分得取微分得被裁板材进入视场后，设光电池被遮挡的长度为被裁板材进入视场后，设光电池被遮挡的长度为l，光电流变为光电流变为(10-6)式中的负号表明光电流随遮挡量的增加而减少。式中的负号表明光电流随遮挡量的增加而减少。可以推出图可以推出图10-5中中U随遮挡量的变化关系为随遮挡量的变化关系为(10-7)上式表明，控制精度与反向电路的电压鉴别量有关，采上式表明，控制精度与反向电路的电压鉴别量有关，采用电压比较器模块可以获得微伏级的鉴别精度，由式用电压比较器模块可以获得微伏级的鉴别精度，由式(10-8)推倒出的理论控制精度可以达到微米量级。推倒出的理论控制精度可以达到微米量级。(10-8)111.激光准直测量原理激光准直测量原理振振幅幅测测量量型型准准直直仪仪的的特特征征是是以以激激光光束束的的强强度度中中心心作作为为直直线线基基准准，在在需需要要准准直直的的点点上上用用光光电电探探测测器器接接收收它它。光光电电探探测测器器一一般般采采用用光光电电池池或或PSD(位位置置敏敏感感探探测测器器)。将将四四象象限限光光电电池池固固定定在在靶靶标标上上，靶靶标标放放在在被被准准直直的的工工件件上上,当当激光束照射在光电池上时，产生电压激光束照射在光电池上时，产生电压U1，U2，U3和和U4。10.3利用激光准直技术测量物体的直线度与同轴度利用激光准直技术测量物体的直线度与同轴度激激光光准准直直仪仪具具有有拉拉钢钢丝丝法法的的直直观观性性、简简单单性性和和普普通通光光学学准准直直的的精精度度，并并可可实实现现自自动动控控制制。激激光光准准直直仪仪主主要要由由激激光光器器、光光束束准准直直系系统统和和光光电电接接收收及及处处理理电电路路三三部部分分组组成成。激激光光准准直直仪仪还还可可以以按按工工作作原原理理可可分分为为振振幅幅测测量量法法、干涉测量法和偏振测量法等。干涉测量法和偏振测量法等。下面仅介绍振幅下面仅介绍振幅(光强光强)测量法。测量法。12如图如图10-11所示，用两对象限所示，用两对象限(1和和3)与与(2和和4)输出电压的差值输出电压的差值就能决定光束中心的位置。若激就能决定光束中心的位置。若激光束中心与探测器中心重合时，光束中心与探测器中心重合时，由于四块光电池接收相同的光能由于四块光电池接收相同的光能量，这时指示电表指示为零；当量，这时指示电表指示为零；当激光束中心与探测器中心有偏离激光束中心与探测器中心有偏离时，将有偏差信号时，将有偏差信号Ux和和Uy。Ux=U2U4，Uy=U1U3，其大小和方向由电表直接指示。这，其大小和方向由电表直接指示。这种方法比用人眼通过望远镜瞄准更方便，精度上也有一定的提高，种方法比用人眼通过望远镜瞄准更方便，精度上也有一定的提高，但其准直度受到激光束漂移、光束截面上强度分布不对称、探测器但其准直度受到激光束漂移、光束截面上强度分布不对称、探测器灵敏度不对称，以及空气扰动造成的光斑跳动的影响。为克服这些灵敏度不对称，以及空气扰动造成的光斑跳动的影响。为克服这些问题，常采用了以下几种方法来提高激光准直仪的对准精度。问题，常采用了以下几种方法来提高激光准直仪的对准精度。13(1)菲涅耳波带片法菲涅耳波带片法 利用激光的相干性，采用方形菲涅耳波带片来获得利用激光的相干性，采用方形菲涅耳波带片来获得准直基线。当激光束通过望远镜后，均匀地照射在波带准直基线。当激光束通过望远镜后，均匀地照射在波带片上，并使其充满整个波带片。于是在光轴上的某一位片上，并使其充满整个波带片。于是在光轴上的某一位置出现一个很细的十字亮线，当用一个屏放在该位置上置出现一个很细的十字亮线，当用一个屏放在该位置上时，可以清晰地看到如图时，可以清晰地看到如图10-12所示的十字亮线。调节所示的十字亮线。调节望远镜的焦距，十字亮线望远镜的焦距，十字亮线就会出现在光轴的不同位置上，就会出现在光轴的不同位置上，这些十字亮线中心点的连线为一直线，这条线可作为基这些十字亮线中心点的连线为一直线，这条线可作为基准来进行准直测量。准来进行准直测量。由于十字亮线为干涉的结由于十字亮线为干涉的结果，所以具有良好的抗干果，所以具有良好的抗干扰特性。同时，还可以克扰特性。同时，还可以克服光强分布不对称的影响。服光强分布不对称的影响。14(2)相位板法相位板法在激光束中放置一块二维对称的相位板，它由四块扇在激光束中放置一块二维对称的相位板，它由四块扇形涂层组成，相邻涂层光程差为形涂层组成，相邻涂层光程差为/2(即位相差为即位相差为)。在相。在相位板后面的光束任何截面上都出现暗十字条纹。暗十字线位板后面的光束任何截面上都出现暗十字条纹。暗十字线中心的连线是一条直线，利用这条线作基准可直接进行准中心的连线是一条直线，利用这条线作基准可直接进行准直测量。若在暗十字中心处插入一方孔直测量。若在暗十字中心处插入一方孔PA，在孔后的屏幕，在孔后的屏幕PB上可观察到一定的衍射分布，如图上可观察到一定的衍射分布，如图10-13所示。假若方所示。假若方孔中心精确与光轴重合，在孔中心精确与光轴重合，在PB上的第二衍射图像将出现四上的第二衍射图像将出现四个对称的亮点，并被两条暗线个对称的亮点，并被两条暗线(十字线十字线)分开。分开。15 若方孔中心与光轴有偏移，那么，在若方孔中心与光轴有偏移，那么，在PB上的衍射图上的衍射图像就不对称。这些亮点强度的不对称随着孔的偏移而增像就不对称。这些亮点强度的不对称随着孔的偏移而增加。因此，加。因此，这个偏移的大小和方向可以通过测量这个偏移的大小和方向可以通过测量PB上的上的四个亮点的强度得到。四个亮点的强度得到。在在PB处处放放一一四四象象限限光光电电池池来来探探测测，若若I1、I2、I3、I4分分别别表表示示四四个个象象限限上上四四块块光光电电池池探探测测到到的的信信号号，则则靶靶标标的位移为的位移为式中，式中，A=I1I3；B=I2I4。(10-27)16(3)双光束准直法双光束准直法 菲菲涅涅耳耳波波带带片片和和位位相相板板准准直直系系统统都都采采用用三三点点准准直直方方法法，即即连连接接光光源源、菲菲涅涅耳耳波波带带片片的的焦焦点点(或或方方孔孔中中心心)和和像像点点，从从而而降降低低了了对对激激光光束束方方向向稳稳定定性性的的要要求求。任任何何中中间间光光学学元元件件(如如波波带带片片或或方方孔孔)的的偏偏移移都都将将引引起起像像的的位位移移，为为消消除除像像移移的的影影响响可可以以将将中中间间光光学学元元件件装装在在被被准准直直的的工工件上，而把靶标装在固定不动的位置上。件上，而把靶标装在固定不动的位置上。该准直法使用一个复合棱镜将光束分为两束，当激该准直法使用一个复合棱镜将光束分为两束，当激光器的出射光束漂移时，经过棱镜以后的两个光束的漂光器的出射光束漂移时，经过棱镜以后的两个光束的漂移方向相反，采用两光束的平分线作为准直基准可以克移方向相反，采用两光束的平分线作为准直基准可以克服激光器的漂移和部分空气扰动的影响。服激光器的漂移和部分空气扰动的影响。172.不直度的测量不直度的测量 如图如图10-14所示为激光准直仪测量机床导轨不直度的测量原理所示为激光准直仪测量机床导轨不直度的测量原理图。将激光准直仪固定在机床床身上或放在机床体外，在滑板上图。将激光准直仪固定在机床床身上或放在机床体外，在滑板上固定光电探测靶标，光电探测器件可选用四象限光电池或固定光电探测靶标，光电探测器件可选用四象限光电池或PSD。测量时首先将激光准直仪发出的光束调到与被测机床导轨大体平测量时首先将激光准直仪发出的光束调到与被测机床导轨大体平行，再将光电靶标对准光束。行，再将光电靶标对准光束。滑板沿机床导轨运动，光电探测器输出的信号经放大、运算滑板沿机床导轨运动，光电探测器输出的信号经放大、运算处理后，输入到记录器或计算机，记录不直度曲线。也可以对机处理后，输入到记录器或计算机，记录不直度曲线。也可以对机床导轨进行分段测量，读出每个点相对于激光束的偏差值。床导轨进行分段测量，读出每个点相对于激光束的偏差值。183.不同轴度的测量不同轴度的测量 大型柴油机轴承孔的不同轴度，以及轮船轴系的不大型柴油机轴承孔的不同轴度，以及轮船轴系的不同轴度等的测量均可以采用激光准直仪和定心靶来进行。同轴度等的测量均可以采用激光准直仪和定心靶来进行。其测量原理如图其测量原理如图10-15所示。在轴承座两端的轴承孔中所示。在轴承座两端的轴承孔中各置一定心靶，并调整激光准直仪使其光束通过两定心各置一定心靶，并调整激光准直仪使其光束通过两定心靶的中心，即建立了直线度基准。靶的中心，即建立了直线度基准。再将测量靶再将测量靶(与定心靶与定心靶同同)依次放人各轴承孔，依次放人各轴承孔，测量靶中心相对于激光测量靶中心相对于激光束基准的偏移值。束基准的偏移值。19但要将激光束精确地调到两定但要将激光束精确地调到两定心靶的中心位置比较心靶的中心位置比较费事。如图费事。如图10-16(a)所示，要调整激光束通过所示，要调整激光束通过A、B两点，两点，仪器需要完成升降、左右平移、左右偏摆，上下俯仰等仪器需要完成升降、左右平移、左右偏摆，上下俯仰等动作，因此相应的仪器结构也比较复杂。为了减少这些动作，因此相应的仪器结构也比较复杂。为了减少这些困难，可设计使激光光轴通过支承球体中心。困难，可设计使激光光轴通过支承球体中心。这样，在测量不同轴这样，在测量不同轴度时，调整就比较简单，度时，调整就比较简单，仪器结构也大为简化。测仪器结构也大为简化。测量时仪器的支承球安装在量时仪器的支承球安装在A点上，如图点上，如图10-16(b)所示，所示，仪器仅需调整偏摆、仪器仅需调整偏摆、俯仰俯仰就可很快对准就可很快对准B点。点。20 这种激光准直仪还有一个优点，就是可以随时在球这种激光准直仪还有一个优点，就是可以随时在球心处设置定心靶心处设置定心靶(图图10-17)，来检查光束漂移的情况。光，来检查光束漂移的情况。光束漂移后还可通过非共轴的倒置伽利略望远镜系统，调束漂移后还可通过非共轴的倒置伽利略望远镜系统，调整目镜或物镜的径向位置使光轴重新通过球心，从而在整目镜或物镜的径向位置使光轴重新通过球心，从而在测量过程中消除了仪器因激光束漂移所带来的误差。测量过程中消除了仪器因激光束漂移所带来的误差。2110.7表面粗糙度的检测方法表面粗糙度的检测方法 用光纤测量表面粗糙度是近年来发展起来的一项用光纤测量表面粗糙度是近年来发展起来的一项新技术。它以光在粗糙表面的散射理论为基础，根据新技术。它以光在粗糙表面的散射理论为基础，根据散射场的统计特性与表面粗糙度的特性之间的关系，散射场的统计特性与表面粗糙度的特性之间的关系，通过对散射通过对散射(1514210场场)的测定来计算或评定表的测定来计算或评定表面粗糙度。由于光纤测量表面粗糙度具有结构简单，面粗糙度。由于光纤测量表面粗糙度具有结构简单，测量省时，精度高以及能实现快速自动测量等优点，测量省时，精度高以及能实现快速自动测量等优点，因此这种方法发展很快。因此这种方法发展很快。221.测量原理测量原理 根据根据P.Beakmann等人的理论，当一束光射至金属等人的理论，当一束光射至金属表面时，由于表面的微观不平，反射光将发生漫反射现表面时，由于表面的微观不平，反射光将发生漫反射现象，其漫反射光强的表达式为象，其漫反射光强的表达式为(10-36)式中式中 I0为入射光强，为入射光强，T为表面相关长度，为表面相关长度，1为光束入射角，为光束入射角，2为光束散射角，为光束散射角，为光束波长，为光束波长，C为常数，为常数，L为被照亮为被照亮面的长度。面的长度。Rq为高低不平表面反射率的均方根值，为与为高低不平表面反射率的均方根值，为与表面粗糙度相关的函数，可以作为表面粗糙度的表征值。表面粗糙度相关的函数，可以作为表面粗糙度的表征值。F为粗糙表面的反射函数，与粗糙表面反射率为粗糙表面的反射函数，与粗糙表面反射率R及入射光及入射光的入射角的入射角有关。有关。23 漫反射光强可分为镜面反射光强与散射光强二部分漫反射光强可分为镜面反射光强与散射光强二部分之和，其中，镜面反射光强为之和，其中，镜面反射光强为(10-37)散射光强为散射光强为(10-38)上两式中都含有上两式中都含有Rq，可见，通过测量，可见，通过测量Is可以来计算或评可以来计算或评定表面粗糙度，这就是镜反射法。如果能测得定表面粗糙度，这就是镜反射法。如果能测得Is和和Id求求其比值，同样可以计算或评定表面粗糙度，这是求比其比值，同样可以计算或评定表面粗糙度，这是求比值法。值法。24 由于求比值法和镜面反射法中含有由于求比值法和镜面反射法中含有F项或项或T项，从而项，从而带来了表面反射率和表面相关长度的影响，这是造成前带来了表面反射率和表面相关长度的影响，这是造成前述存在问题的主要原因。述存在问题的主要原因。从式从式(10-37)中可以看出，镜面反射光强项中不含中可以看出，镜面反射光强项中不含有相关长度有相关长度T值。这样，如果单测镜反射光强，即可消值。这样，如果单测镜反射光强，即可消除表面相关长度的影响。镜面反射光强项中还含有与表除表面相关长度的影响。镜面反射光强项中还含有与表面反射率面反射率R有关的有关的F项，其表达式为项，其表达式为(10-39)25 因此，因此，F可以看作是表面反射率可以看作是表面反射率R随随1、2变化的变化的函数。函数。只有在只有在120情况下，情况下，FR。此时有镜面。此时有镜面反射光强为反射光强为(10-40)根据这个条件，设计如下测量装置根据这个条件，设计如下测量装置,如图如图10-38所示所示,光纤光纤1和光纤和光纤2同时以同时以0角测量表面已知的粗糙度的标准角测量表面已知的粗糙度的标准样块和表面粗糙度未知的被测样块的表面镜反射光强样块和表面粗糙度未知的被测样块的表面镜反射光强.26 由由于于标标准准样样块块和和被被测测样样块块是是采采用用同同种种材材料料经经相相同同的的加工方法得到，因此，其表面反射率相同。加工方法得到，因此，其表面反射率相同。求比值得到求比值得到式中，式中，Rq1为已知，则为已知，则S为只与为只与Rq2有关的函数，求得比有关的函数，求得比值值S，即，即可以计算或评定出可以计算或评定出Rq2值。值。(10-41)(10-42)(10-43)272.实验装置实验装置 如图如图10-38(b)所示，系统采用溴钨灯光源，光纤传所示，系统采用溴钨灯光源，光纤传感器用感器用Y型同轴光纤传光束。光源发出的光经过聚光镜，型同轴光纤传光束。光源发出的光经过聚光镜，投射到传光束的入射端，再由光纤内芯投射到试件表面，投射到传光束的入射端，再由光纤内芯投射到试件表面，光纤外环接收反射光。光电转换器件采用二只性能相同光纤外环接收反射光。光电转换器件采用二只性能相同的的PIN光电二极管，为消除杂散光的干扰，光纤外环出光电二极管，为消除杂散光的干扰，光纤外环出射端与光电二级管封闭在一起。二个表面反射光信号射端与光电二级管封闭在一起。二个表面反射光信号Is1和和Is2经光电二级管分别转换成电信号经光电二级管分别转换成电信号Us1和和Us2，再经放，再经放大和大和A/D转换，输入到单片机系统，经微机处理得到比转换，输入到单片机系统，经微机处理得到比值值S，最后，按式，最后，按式(10-43)，求得被测试件表面粗糙度值，求得被测试件表面粗糙度值，并送数码管显示。并送数码管显示。283.实验方法实验方法由由于于实实验验过过程程与与理理论论推推导导所所假假定定的的条条件件相相差差较较大大，所所以以，理理论论上上推推导导的的公公式式并并不不完完全全适适用用，必必须须对对仪仪器器进行在线定标，然后求出相应的拟合公式。进行在线定标，然后求出相应的拟合公式。现在所使用的粗糙度标准是根据绝对测量法制定的。现在所使用的粗糙度标准是根据绝对测量法制定的。实际上，用触针法和用光切法得到粗糙度的值有很大差实际上，用触针法和用光切法得到粗糙度的值有很大差异。根据国际规定，优先选用异。根据国际规定，优先选用Ra值的原则，采用值的原则，采用Ra值进值进行定标。定标所用的标准样块由长春计量局用触针法检行定标。定标所用的标准样块由长春计量局用触针法检定的一组标准粗糙度样块，并选用其中定的一组标准粗糙度样块，并选用其中Ra0.2m的样的样块作为标准样块块作为标准样块(即测量中的比较标准即测量中的比较标准)。通过对这组样。通过对这组样块的测量，得到比值块的测量，得到比值S同表面粗糙度同表面粗糙度Ra的关系曲线，应的关系曲线，应用最小二乘法，进行曲线拟合，得到用最小二乘法，进行曲线拟合，得到Ra同比值同比值S的数学的数学公式。实际测量中应用这个公式，再由比值公式。实际测量中应用这个公式，再由比值S推导出表推导出表面粗糙度的计算公式。面粗糙度的计算公式。29 实际的粗糙表面是很不均匀的，即使对于标准样块，实际的粗糙表面是很不均匀的，即使对于标准样块，也存在着表面粗糙度很离散的问题，即也存在着表面粗糙度很离散的问题，即Ra值波动很大。值波动很大。对于镜面反射光强，这是导致测量值离散度大的主要原对于镜面反射光强，这是导致测量值离散度大的主要原因。因此，定标样块的测量精度直接影响定标曲线的精因。因此，定标样块的测量精度直接影响定标曲线的精度，为了消除这种随机误差，采用了多点测量取平均值度，为了消除这种随机误差，采用了多点测量取平均值的方法。实验中，对的方法。实验中，对Ra0.2m的标准样块，在的标准样块，在20mm长的范围内，每隔长的范围内，每隔0.5mm测量一点，光纤的光斑直径大测量一点，光纤的光斑直径大约约为为3mm，这样，测得的镜面反射光强值，基本上真实，这样，测得的镜面反射光强值，基本上真实地反映了表面粗糙度为地反映了表面粗糙度为0.2m的表面反射光强值。此值的表面反射光强值。此值即为比较标准即为比较标准Is1。30 用同样的方法，对其他样块进行测量，得到一组不用同样的方法，对其他样块进行测量，得到一组不同粗糙度样块的镜面反射光强同粗糙度样块的镜面反射光强Isi，求比值，求比值 ，作出，作出Si与与Ra的关系曲线如图的关系曲线如图10-39(a)所示，此曲线即为定标曲所示，此曲线即为定标曲线，经计算机作曲线拟合得到拟合公式线，经计算机作曲线拟合得到拟合公式(10-44)此公式与理论推导结果一致。图此公式与理论推导结果一致。图10-39(b)，图，图10-39(c)分分别为用比较法测量试件涂油前、后的结果。由图可见，别为用比较法测量试件涂油前、后的结果。由图可见，涂油前和涂油后的测量结果几乎没有什么变化。可见，涂油前和涂油后的测量结果几乎没有什么变化。可见，标准样块比较法可以消除切削液对测量值的影响。标准样块比较法可以消除切削液对测量值的影响。313210.9光电测速技术光电测速技术10.9.1激光多普勒激光多普勒(Doppler)测速技术测速技术1842年奥地利科学家年奥地利科学家Doppler等人首次发现，以任等人首次发现，以任何形式传播的波，由于波源、接收器、传播介质或散射何形式传播的波，由于波源、接收器、传播介质或散射体的运动会使波的频率发生变化，即所谓的多普勒频率体的运动会使波的频率发生变化，即所谓的多普勒频率移动。移动。1964年，年，Yeh和和Cummins首次观察到水流中粒子首次观察到水流中粒子的散射光有频率移动，证实可以用激光多普勒的频移技的散射光有频率移动，证实可以用激光多普勒的频移技术确定粒子的流动速度。随后有人又用该技术测量气体术确定粒子的流动速度。随后有人又用该技术测量气体的流速。目前，激光多普勒频移技术已被广泛地应用到的流速。目前，激光多普勒频移技术已被广泛地应用到流体力学、空气动力学、燃烧学、生物医学以及工业生流体力学、空气动力学、燃烧学、生物医学以及工业生产中的速度测量。产中的速度测量。33激激光光多多普普勒勒测测速速技技术术(LDV)的的工工作作原原理理是是基基于于运运动动物体散射光线的多普勒效应。物体散射光线的多普勒效应。多普勒测速原理多普勒测速原理多普勒效应多普勒效应多普勒效应可以由波源和接收器的相对运动产生，多普勒效应可以由波源和接收器的相对运动产生，也可以由波传输通道中的物体运动产生，也可以由波传输通道中的物体运动产生，LDV通常利用通常利用后一种情况。后一种情况。多普勒效应可以通过图多普勒效应可以通过图10-54所示的观察者所示的观察者P相对波相对波源源S运动来解释。假设波运动来解释。假设波源源S静止，观察者以速度静止，观察者以速度v移动，波速为移动，波速为c，波长为，波长为。如果和。如果和相比，相比，P离离开开S足够远，可把足够远，可把P处的波看成是平面波。处的波看成是平面波。34设单位时间设单位时间P朝朝S方向移动的距离为方向移动的距离为vcos，是速度矢是速度矢量和波运动方向的夹角。比单位时间量和波运动方向的夹角。比单位时间P点静止时多接收点静止时多接收vcos/个波，移动的观察者所感受到的频率将增加个波，移动的观察者所感受到的频率将增加(10-47)由于由于c=f，f是是S波源发射的频率波源发射的频率(即观察者静止时感受到即观察者静止时感受到的频率的频率)，则频率的相对变化可写为，则频率的相对变化可写为(10-48)式式(10-48)为基本的多普勒频移方程。为基本的多普勒频移方程。35激光多普勒测速公式激光多普勒测速公式 分析式分析式(10-48)可知，如可知，如果已知运动方向果已知运动方向、波速、波速c，和波长和波长，若测量出观察者，若测量出观察者感受到的频率增加感受到的频率增加f，便可，便可求出观察者的运动速度求出观察者的运动速度v。下。下面根据多普勒效应来研究微面根据多普勒效应来研究微粒运动速度的测量技术。粒运动速度的测量技术。测速原理如图测速原理如图10-55所示，假定所示，假定L为固定的激光光源，为固定的激光光源，其频率为其频率为f，波长为波长为，D为接收器。为接收器。L发出的光束照射在发出的光束照射在运动速度为运动速度为v的微粒的微粒P上，上，U和和K分别代表接收方向和入分别代表接收方向和入射方向的单位矢量。当微粒射方向的单位矢量。当微粒P静止时，单位时间内通过静止时，单位时间内通过微粒的波前数即为光波的频率微粒的波前数即为光波的频率f，f=c/。36设微粒设微粒P以速度以速度v运动，则单位时间内通过微粒的波前数运动，则单位时间内通过微粒的波前数(10-49)同理，固定观察者沿接收方向同理，固定观察者沿接收方向U观察时，每单位时观察时，每单位时间达到间达到D的波前数为的波前数为(10-50)呈现在微粒呈现在微粒P上的波长上的波长P和频率和频率fP之间的关系为之间的关系为(10-51)由由37由于由于vc，式，式(10-51)中的最后一项略去，则有中的最后一项略去，则有(10-52)式式(10-53)表明，多普勒频移表明，多普勒频移f在数值上等于散射微粒在数值上等于散射微粒的速度在的速度在(U-K)方向的投影与入射光波长又之比。如果方向的投影与入射光波长又之比。如果接收散射光和光源入射光之间的夹角为接收散射光和光源入射光之间的夹角为，则式，则式(10-53)可以写为可以写为则多普勒频移则多普勒频移(10-53)或或(10-54)38激光多普勒测速仪的组成激光多普勒测速仪的组成式式中中，v是是速速度度矢矢量量V在在y轴轴上上的的分分量量。因因为为和和都都是是已已知知的的，故故f和和v呈呈严严格格的的线线性性关关系系，只只要要测测出出f，便便可可知知微粒微粒P的运动速度的运动速度v。式。式(10-54)为多普勒测速公式。为多普勒测速公式。多普勒频移相对光源波动频率来说变化很小，因此，多普勒频移相对光源波动频率来说变化很小，因此，必须用频带窄及能量集中的激光作光源。为便于连续工必须用频带窄及能量集中的激光作光源。为便于连续工作，通常使用气体激光器，如作，通常使用气体激光器，如He-Ne激光器或氩离子激激光器或氩离子激光器。光器。图图10-56所示为典型所示为典型的激光多普勒测速仪的原的激光多普勒测速仪的原理图。理图。激光器激光器39 光学系统光学系统光学系统光学系统He-Ne激光器功率较激光器功率较小，适用于流速较低小，适用于流速较低或者被测粒子较大的或者被测粒子较大的情况；氩离子激光器情况；氩离子激光器功率较大，信号较强，功率较大，信号较强，用得最广。用得最广。如如图图10-56所所示示，光光学学系系统统由由发发射射和和接接收收两两部部分分组组成成，发发射射部部分分由由分分束束器器F及及反反射射器器S把把光光线线分分成成强强度度相相等等的的两两束束平平行行光光，然然后后通通过过会会聚聚透透镜镜L1聚聚焦焦到到待待测测粒粒子子P上上，接接收收部部分分由由接接收收透透镜镜L2将将散散射射光光束束收收集集到到光光电电接接收收器器PM上上。为为避避免免直直接接入入射射光光及及外外界界杂杂散散光光也也进进入入接接收收器器，在相应位置上设置挡光器在相应位置上设置挡光器R及小孔光阑及小孔光阑D。40 如图如图10-57所示，在仪所示，在仪器设计时，为使结构紧凑器设计时，为使结构紧凑常使光源和接收器放置在常使光源和接收器放置在同一侧，并将这种光路称同一侧，并将这种光路称为后向散射光路。为后向散射光路。双散射型光路的多普勒频移表达式为式双散射型光路的多普勒频移表达式为式(10-53)，该式中不，该式中不出现散射光的方向角，表明散射光的频差与光电探测器的方向无出现散射光的方向角，表明散射光的频差与光电探测器的方向无关。因此，使用时不受现场条件的限制，可在任意方向测量，且关。因此，使用时不受现场条件的限制，可在任意方向测量，且可以使用大口径的接收透镜，粒子散射的光能量极大地得到利用，可以使用大口径的接收透镜，粒子散射的光能量极大地得到利用，信噪比高。进入光电探测器的散射光来自两束具有同样强度光线信噪比高。进入光电探测器的散射光来自两束具有同样强度光线的交点，它对所有尺寸的散射微粒都发生高效率的拍频作用，避的交点，它对所有尺寸的散射微粒都发生高效率的拍频作用，避免了信号的免了信号的“脱落脱落”现象。调整时也只需根据两束光交点处干涉现象。调整时也只需根据两束光交点处干涉条纹的清晰度进行调整，使用很方便。条纹的清晰度进行调整，使用很方便。41信号处理系统信号处理系统 信号处理系统的任务是从这些复杂的信号中提取反映流速的信号处理系统的任务是从这些复杂的信号中提取反映流速的真实信息，传统的测频仪很难满足要求。现在已有多种多普勒信真实信息，传统的测频仪很难满足要求。现在已有多种多普勒信号处理方法，如频谱分析法、频率跟踪法、频率计数法、滤波器号处理方法，如频谱分析法、频率跟踪法、频率计数法、滤波器组分析法、光子计数相关法及扫描干涉法等。下面介绍最广泛使组分析法、光子计数相关法及扫描干涉法等。下面介绍最广泛使用的频率跟踪法及近几年发展较快的频率计数方法。用的频率跟踪法及近几年发展较快的频率计数方法。频率跟踪法频率跟踪法频频率率跟跟踪踪法法能能使使信信号号在在很很宽宽的的频频带带范范围围内内(2.25kHz15MHz)得得到到均均匀匀的的放放大大，并并能能实实现现窄窄带带滤滤波波，从从而而提提高高了了信信噪噪比比。它它输输出出的的频频率率量量可可直直接接用用频频率率计计显显示示平平均均流流速速。输输出出的的模模拟拟电电压压与与流流速速速速度度成成正正比比，能能够够给给出出瞬瞬时时流流速速以以及及流流速速随随时时间间的的变变化化，配配合合均均方根电压表可测量湍流的速度。方根电压表可测量湍流的速度。42如图如图10-58所示为频率跟踪器电路方框图。所示为频率跟踪器电路方框图。43频率计数法频率计数法频率计数法信号处理原理如图频率计数法信号处理原理如图10-59所示。所示。频率计数测频仪是频率计数测频仪是计时装置，用测量已知计时装置，用测量已知条纹数所对应的时间来条纹数所对应的时间来测量频率的装置。流体测量频率的装置。流体速度速度v由下式计算：由下式计算：式中，式中，d为条纹间隔，为条纹间隔，n为人为设定的穿越条纹数，为人为设定的穿越条纹数，t为穿越为穿越n条条纹所用的时间。条条纹所用的时间。443.激光多普勒测速技术的应用激光多普勒测速技术的应用LDV具有极高的空间分辨力，再配置一台显微镜可具有极高的空间分辨力，再配置一台显微镜可用于观察毛细血管内血液的流动。图用于观察毛细血管内血液的流动。图10-60所示为激光多所示为激光多普勒显微镜光路图，将普勒显微镜光路图，将多普勒测速仪与显微镜多普勒测速仪与显微镜组合起来，显微镜用视组合起来，显微镜用视场照明光源照明观察对场照明光源照明观察对象，用以捕捉目标。测象，用以捕捉目标。测速仪经分光棱镜将双散速仪经分光棱镜将双散射信号投向光电接收器，射信号投向光电接收器，被测点可为被测点可为60m的粒子。的粒子。(1)血液流速的测量血液流速的测量45 由于被测对象为生物体，光束不易直接进入生物体内部，且由于被测对象为生物体，光束不易直接进入生物体内部，且要求测量探头尺寸小。光纤测量仪探头体积小，便于调整测量位要求测量探头尺寸小。光纤测量仪探头体积小，便于调整测量位置，可以深入到难以测量的角落；并且抗干扰能力强，密封型的置，可以深入到难以测量的角落；并且抗干扰能力强，密封型的光纤探头可直接放入液体中使用。光纤探头可直接放入液体中使用。图图10-61所示为光纤多普所示为光纤多普勒测速仪原理图，采用后向散勒测速仪原理图，采用后向散射参考光束型光路，参考光路射参考光束型光路，参考光路由光纤端面反射产生。为消除由光纤端面反射产生。为消除透镜反光的影响，利用安置在透镜反光的影响，利用安置在与入射激光偏振方向正交的检与入射激光偏振方向正交的检偏器接收血液质点偏器接收血液质点P的射散光的射散光和参考光。和参考光。46(2)管道内水流的测管道内水流的测量量图图10-62所所示示为为测测量量圆圆管管或或矩矩形形管管内内水水流流速速度度分分布布的的多多普普勒勒测测量系统原理图，采用最典量系统原理图，采用最典型的双散射型测量光路。型的双散射型测量光路。LDV为对流场中的某一固定点进行测量的方法。如要做全场为对流场中的某一固定点进行测量的方法。如要做全场测量，还需逐点扫描，故只限于变化较小的流动，不能用于非定测量，还需逐点扫描，故只限于变化较小的流动，不能用于非定量流。近年来在此基础上新发展了一种多普勒全场测速技术量流。近年来在此基础上新发展了一种多普勒全场测速技术(DGV)，可对流体做全场测量，对粒子的选择、播发没有严格的，可对流体做全场测量，对粒子的选择、播发没有严格的要求，特别适合于气流的测量。要求，特别适合于气流的测量。多普勒全场测速技术多普勒全场测速技术47 图图10-63所示为某些原子或所示为某些原子或分子蒸气的吸收曲线图分子蒸气的吸收曲线图,f0为吸为吸收频率，在该处吸收最大，两边收频率，在该处吸收最大，两边吸收逐渐减少，即吸收大小随入吸收逐渐减少，即吸收大小随入射光频率变化而变化。射光频率变化而变化。测量原理测量原理DGV的基本原理是利用了某些物质的选择吸收特性，的基本原理是利用了某些物质的选择吸收特性，把多普勒频移转换成光的强度，通过视频相机拍摄后进把多普勒频移转换成光的强度，通过视频相机拍摄后进行处理，获得全场的速度信息，从而实现全场、实时及行处理，获得全场的速度信息，从而实现全场、实时及三维测量。三维测量。48(10-56)式中，式中，U1、U2、U3分别表示三个不同的接收方向矢量。分别表示三个不同的接收方向矢量。DGV可用于三维速度测量，使用三个放于不同位置可用于三维速度测量，使用三个放于不同位置的记录装置进行记录，对于光屏面上任意一点的记录装置进行记录，对于光屏面上任意一点P，处在，处在不同方向的记录装置各自接收到与该点所对应的多普勒不同方向的记录装置各自接收到与该点所对应的多普勒频移频移fD1、fD2和和fD3，由式，由式(11-54)可知可知(2)测量装置测量装置 激光通过光学系统形成光屏，照明流场中一个待测激光通过光学系统形成光屏，照明流场中一个待测截面。流场按通常激光多普勒技术那样施以微小的示踪截面。流场按通常激光多普勒技术那样施以微小的示踪粒子，散射的多普勒频移光线被置于前方的记录装置接粒子，散射的多普勒频移光线被置于前方的记录装置接收和转换。收和转换。49 记录装置如图记录装置如图10-64所示，它主要包括所示，它主要包括变焦镜头、变焦镜头、CCD摄像摄像机及位于摄像机前端机及位于摄像机前端的一个充以碘蒸气的的一个充以碘蒸气的鉴频器。鉴频器。设变焦镜头像平面上某点设变焦镜头像平面上某点P的光强为的光强为I，光线频率，光线频率为为f，经分光镜分为两路，光强分别为，经分光镜分为两路，光强分别为Is及及IR。其中。其中Is经经鉴频器后的光强变为鉴频器后的光强变为IsT(f)，为信号光强。，为信号光强。IR经一块中经一块中性滤光片滤波后光强变为性滤光片滤波后光强变为IRT(F)，作为参考光强。，作为参考光强。T(f)及及T(F)分别为鉴频器及滤光片的透过率。中性滤光片用分别为鉴频器及滤光片的透过率。中性滤光片用来平衡两路光的光强。来平衡两路光的光强。CCD摄像机输出信号电压为摄像机输出信号电压为50(10-58)式中，式中，是是CCD摄像机的光强摄像机的光强-电压转换系数。则电压转换系数。则由上式可知，参考信号和测量信号相除比较后的信号与由上式可知，参考信号和测量信号相除比较后的信号与散射光的强弱无关，仅与其频率有关。散射光的强弱无关，仅与其频率有关。(10-57)若鉴频器吸收特性曲线的线性区的斜率为若鉴频器吸收特性曲线的线性区的斜率为K，激光输出频，激光输出频率为率为fs，fD为多普勒频移，则鉴频器的透过率可表示为为多普勒频移，则鉴频器的透过率可表示为(10-59)51于是有于是有在在测测量量过过程程中中，只只要要实实时时记记录录两两台台CCD摄摄像像机机输输出出信信号号的的比比值值，便便可可求求得得任任意意时时刻刻的的多多普普勒勒频频移移fD。还还要要保保证证两两台台CCD摄摄像像机机精精确确定定位位，使使物物面面的的像像在在两两台台摄摄像像机机上上完完全全对对应应。同同时时，两两台台CCD摄摄像像机机要要实实时时同同步步，即即两台摄像机拍摄一帧图像的时间要一致。两台摄像机拍摄一帧图像的时间要一致。(10-60)(10-61)即即式式中中，Vs(fs)/VR(fs)是是激激光光束束无无频频移移时时两两CCD摄摄像像机机输输出信号的比值，它由鉴频器的特性确定。出信号的比值，它由鉴频器的特性确定。52图像传感器用于数码照相机图像传感器用于数码照相机图图12-80所示的是一款佳能数码照所示的是一款佳能数码照相机，它与普通胶片照相机在外形上相机，它与普通胶片照相机在外形上看不出区别。但是透过外观和工作过看不出区别。但是透过外观和工作过程，大家会发现，数码相机与传统相程，大家会发现，数码相机与传统相机的原理是完全不同的。机的原理是完全不同的。1.数码相机的结构与工作原理数码相机的结构与工作原理如图如图12-81所示为数码相机的核心部件，所示为数码相机的核心部件，CCD(或或CMOS)图像传感器、图像传感器、A/D模模/数转换器、数转换器、MPU(或或DSP)数数字信号处理器、图像存储器、字信号处理器、图像存储器、LCD液晶显示器以及输出液晶显示器以及输出接口等，这是传统相机所没有的。接口等，这是传统相机所没有的。53数码相机的工作方式数码相机的工作方式：拍摄景物时，通过镜头将光拍摄景物时，通过镜头将光图像信息作用在图像信息作用在CCD（或（或CMOS）图像传感器上。光图）图像传感器上。光图像信息经像信息经CCD（或（或CMOS）转换为模拟电信号，然后经过转换为模拟电信号，然后经过A/D转换器转换为数字信转换器转换为数字信号，再经过号，再经过MPU（或（或DSP）数字信号处理器处理后存到）数字信号处理器处理后存到存储器中。最后，通过数字接口或视频接口输出给计算存储器中。最后，通过数字接口或视频接口输出给计算机、电视机或打印机等。机、电视机或打印机等。2.数码相机的光学系统数码相机的光学系统从镜头看进去依次是：镜头保护玻璃、透镜部件、光学低通从镜头看进去依次是：镜头保护玻璃、透镜部件、光学低通滤光器、红外截止滤光器、滤光器、红外截止滤光器、CCD保护玻璃和保护玻璃和CCD(或或CMOS)图像图像传感器等。快门通常放在透镜组件中间，且多数与光圈合用。传感器等。快门通常放在透镜组件中间，且多数与光圈合用。543.数码相机的成像技术数码相机的成像技术(1)CCD影像传感技术影像传感技术(2)数码相机成像的质量数码相机成像的质量(3)成像芯片的分辨率成像芯片的分辨率成像芯片的分辨率是数码相机最重要的性能指标，成像芯片的分辨率是数码相机最重要的性能指标，通常用像素数表示，注意以下两方面的区别：通常用像素数表示，注意以下两方面的区别：CCD芯片分辨率与拍摄分辨率之间的区别。芯片分辨率与拍摄分辨率之间的区别。拍摄分辨率拍摄分辨率与插值分辨率之间的区别。与插值分辨率之间的区别。4.A/D转换器转换器A/D转换器是数码相机中一个较重要的部件。目前转换器是数码相机中一个较重要的部件。目前的的A/D转换部件是利用晶体管的性质来工作的，一般都转换部件是利用晶体管的性质来工作的，一般都制成集电路。制成集电路。555.数字信号处理器数字信号处理器数字信号处理器简称数字信号处理器简称DSP(DigitalSignalProcessor),是数码相机的系统核心部件之一，我们通常称是数码相机的系统核心部件之一，我们通常称DSP为数为数码相机的心脏。码相机的心脏。它的主要功能是通过一系列复杂的数学算法，对数它的主要功能是通过一系列复杂的数学算法，对数字图像信号进行优化处理。优化处理包括：白平衡、彩字图像信号进行优化处理。优化处理包括：白平衡、彩色平衡、伽玛校正与边缘校正，这些优化处理的效果将色平衡、伽玛校正与边缘校正，这些优化处理的效果将直接影响到数码照片的品质。直接影响到数码照片的品质。6.液晶显示器液晶显示器数码相机将拍摄图像用液晶显示器显示是它的一个数码相机将拍摄图像用液晶显示器显示是它的一个优点。液晶显示器用于取景和查看已拍摄到的图像，直优点。液晶显示器用于取景和查看已拍摄到的图像，直观悦目，而且可将己存储的影像再通过彩色观悦目，而且可将己存储的影像再通过彩色LCD显示。显示。56目前，数码相机上使用的液晶显示器可以分为三种类目前，数码相机上使用的液晶显示器可以分为三种类型：背光型、反射型和采光型。不管哪种类型，它们都型：背光型、反射型和采光型。不管哪种类型，它们都采用低耗电结构。采用低耗电结构。(1)背光型背光型LCD背光型液晶自身是不发光的器件，因此背光型背光型液晶自身是不发光的器件，因此背光型LCD要用背光从其后面照明。要用背光从其后面照明。(2)反射型液晶显示器反射型液晶显示器反射型反射型LCD与背光型相反，反射型与背光型相反，反射型LCD主动采入外主动采入外部光线并把它用于液晶显示。反射型液晶显示器在液晶部光线并把它用于液晶显示。反射型液晶显示器在液晶的背后有一个反射外光的反射镜。的背后有一个反射外光的反射镜。57提问与解答环节Questions And Answers谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal