1.嵌入式光电传感器光电光谱测试一体化装置,其特征在于,包括白光光源(1)、可调光源(2)、光电传感器(3)、数字开关(4)、光照度测量单元(5)、信号调理单元(6)、电流测量单元(7)、单片机控制器(8)、嵌入式处理器(9)、液晶触摸屏(10)、第一凹面镜(11)、光栅(12)、底座(13)、步进电机(14)、磁钢(15)、电机驱动单元(16)、第一限位开关(17)、第二限位开关(18)和第二凹面镜(19);
白光光源(1)是溴钨灯光源,光波长范围在200nm至2500nm之间,经分光后提供光电传感器(3)光谱特性测试需要的单色光源;
白光光源(1)发出的光,经过第一凹面镜(11),将白光光源(1)发出的光转换成平行光入射到光栅(12)上,提供入射光源的准直功能;
光栅(12)色散后同一波长的光线经第二凹面镜(19)收集后到达光电传感器(3),所述的第二凹面镜(19)提供聚焦作用,光栅(12)是光谱特性测试的核心部件,将以相同入射角入射的不同波长的光线经衍射后,由不同的衍射角度射出,实现了白光光源(1)的色散;
可调光源(2)提供照度可变的可见光线给光电传感器(3),是光电传感器(3)光电特性测试需要的辅助光源;
所述的光电传感器(3)是可更换的光电元器件,是仪器的被试品,其为光敏电阻、光电池或光电二极管;通过数字开关(4)切换选择光敏电阻、光电池或光电二极管接入信号调理单元(6),进行光电特性和光谱特性测试;
所述的光照度测量单元(5)能够测量可调光源(2)输出的不同光信号的光照度值,并经串口将该照度值传输给嵌入式处理器(9),提供光电特性曲线的横轴坐标值;
所述的信号调理电路(6)能够对光电传感器(3)输出的电信号进行滤波、放大,输出纯净的电信号给电流测量单元(7);
所述的电流测量单元(7)能够测量光电传感器(3)进行光电转换后输出的光生电流值,并经串口将该电流值传输给嵌入式处理器(9),提供光电特性曲线或者光谱特性曲线的纵轴坐标值;
所述的单片机控制器(8)提供电机驱动单元(16)所需的脉宽调制信号,对步进电机(14)的转动角度进行控制;
所述的嵌入式处理器(9)安装有Linux操作系统,嵌入式光电传感器光电光谱测试一体化装置的测试软件存储在嵌入式处理器(9)中,按照程序指令,嵌入式处理器(9)能够根据光照度测量单元(5)提供的照度值和电流测量单元(7)获得的光生电流值,绘制出光电传感器(3)的光电特性曲线,并在液晶屏(10)显示出来;
所述的底座(13)是光栅(12)、步进电机(14)、磁钢(15)的支撑结构;光栅(12)和步进电机(14)通过底座(13)固连,步进电机(14)的转动将带动光栅(12)转动,磁钢(15)也安装到底座(13)上;
所述的步进电机(14)是光栅(12)旋转的执行机构,在单片机控制器(8)的控制下,转动需要的角度,将选择单一波长的光线出射,提供光电传感器(3)光谱特性测试的横轴坐标值;
所述的磁钢(15)和第一限位开关(17)、第二限位开关(18)提供光栅(12)转动起始和终止位置的标记;第一限位开关(17)、第二限位开关(18)实质是霍尔片构成,在磁钢(15)产生的磁场作用下,会输出电信号,传递给嵌入式处理器(9),进一步通知单片机控制器(8)控制步进电机(14)向相反方向转动;
所述的电机驱动单元(16)提供步进电机转动所需的两相驱动脉冲;
所述的第二凹面镜(19)提供聚焦作用,光栅(12)色散后同一波长的光线经凹面镜(19)收集后到达被试品光电传感器(3);
嵌入式处理器(9)中的嵌入式光电传感器光电光谱测试一体化装置的测试软件的程序流程:步骤30,开始;
步骤31,进行初始化,首先进行参数设定步骤,将所选择测量器件种类、器件分析特性、采集样本个数信息输入嵌入式处理器(9),以此样本个数决定光栅(12)每步转动的角度,整个测量过程的总转动角度为117度,则光栅(12)每步的转动角为117度除以样本个数;同时,初始化步骤31还要完成光栅(12)复位到初始位置;
步骤32,判定开始按钮是否按下,是,则进行步骤33;否,继续判断检测开始按钮是否按下,直到判断是肯定的,进行步骤33;
步骤33,判断是否为光谱特性测量,判断是否定的,则执行步骤34,进入光电特性测量;
进行步骤35,读入光照度值;进行步骤36,读入光生电流值;进行步骤37,判断采集个数是否小于预设数,判断是否定的,则进行步骤42;判断是肯定的,则反复进行步骤35;步骤36,直到判断是否定的,进行步骤43;处理最终数据,进行步骤44,绘制光电特性曲线,在液晶触摸屏(10)上显示光电特性曲线;
步骤33,判断是否为光谱特性测量,判断是肯定的,进行步骤38,光谱特性测量;进入步骤39,光栅(12)旋转给定角度,电流测量单元(7)获得光电传感器(3)的光生电流值,通过串口传输给嵌入式处理器(9);进入步骤40,判断串口是否收到数据,判断是肯定的,进入步骤
41;判断是否定的,执行步骤40,直至判断是肯定的;
步骤41,判断采集样本个数是否小于预设值,判断是肯定的,则执行步骤39,电机驱动单元(16)控制步进电机(14)步进到一个新的位置,光栅(12)转动一个新的角度,入射到光电传感器(3)的光波长发生变化,光电传感器(3)采集到新的光信号;判断是否定的,则执行步骤43;
步骤43,进行后续的数据处理,包括嵌入式处理器(9)进行曲线拟合,得到相应的光谱特性曲线,并且显示相应的数据信息;
步骤44,把数据处理结果显示在液晶触摸屏(10)上,得到该光电传感器(3)的光谱特性曲线;
步骤45,判断是否退出程序,若继续新一轮的测量,则执行步骤32按下开始测量按钮;
否则,进行步骤46,结束测量。