基于锁相放大器的分布光度测量系统技术方案

技术编号:14594121 阅读:168 留言:0更新日期:2017-02-08 23:11
本实用新型专利技术涉及基于锁相放大器的分布光度测量系统。目的是提供的提供的测量系统还具有结构简单、实用性强的特点。技术方案是:基于锁相放大器的分布光度测量系统,包括带有双自由转台和光阑的分布光度计主机、用于检测光信号的光电探测器以及对检测信号进行处理的计算机;其特征在于所述光电探测器的前端配有对分布光度计主机反射的光信号进行调制的斩光器,斩光器连接到调制器,所述系统还配置有锁相放大器,锁相放大器的基准参考信号端连接斩光器的信号输入端,锁相放大器的基准参考信号端连接调制器的信号输出端,锁相放大器运算后的信号输送至计算机。

Distributed photometric measurement system based on lock-in amplifier

The utility model relates to a distributed photometric measuring system based on a lock-in amplifier. The purpose of the system is to provide a simple structure and strong practicability. The technical scheme is: the luminosity distribution measurement system based on the lock-in amplifier, including the luminosity distribution with double freedom turntable and diaphragm gauge host, photoelectric detector for optical signal detection and the signal processing computer; which is characterized in that the chopper and the front end of the photoelectric detector with a light signal of the distribution photometer host reflection modulation, the light chopper connected to the modulator, the system is also equipped with a lock-in amplifier, the reference signal of the lock-in amplifier connected signal input end of the chopper, the reference signal of the lock-in amplifier end signal output end of the lock-in amplifier modulator connected, after computing the signal transmission to the computer.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量系统,尤其是分布光度测量系统。
技术介绍
分布光度计是测试各种灯具、光源光强分布的主要设备。该设备通过摆臂与样品同步转动,由光电探测器逐点接收被测光源不同方向的发光强度,计算得到光强空间分布数据。但现有的分布光度计在测量光强数据时,使用的光电探测器对光强的线性响应有所缺陷;尤其在测微弱光源、强弱光迅速切换及噪声干扰等情况下,测量不确定度很大,光强数据极易产生系统性误差。这是目前影响光强分布测量准确性的重要因素。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足,提供一种基于锁相放大器的分布光度测量系统;所提供的测量系统还具有结构简单、实用性强的特点。本技术提供的技术方案是:基于锁相放大器的分布光度测量系统,包括带有双自由转台和光阑的分布光度计主机、用于检测光信号的光电探测器以及对检测信号进行处理的计算机;其特征在于所述光电探测器的前端配有对分布光度计主机反射的光信号进行调制的斩光器,斩光器连接到调制器,所述系统还配置有锁相放大器,锁相放大器的基准参考信号端连接斩光器的信号输入端,锁相放大器的基准参考信号端连接调制器的信号输出端,锁相放大器运算后的信号输送至计算机。所述光电探测器和斩光器安装于探测器支架上。本技术的有益效果是:本技术提供的测量系统,仅在原有设备基础上增加了锁相放大器和斩光器,因而结构简单、实用性强,特别适合用于微弱光的检测。附图说明图1是本技术实施例所涉分布光度测试系统的连接结构示意图。图2是本技术实施例的测量流程示意图。图中有:分布光度计主机1、双自由度转台2、被测样品3、供电电源4、光阑5、光电探测器6、斩光器7、调制器8、锁相放大器9、测量光路10、计算机11、探测器支架12。具体实施方式以下结合附图所示的实施例进一步说明。锁相放大器是基于相关检测技术的微弱信号相敏检测装置。相关检测是频域信号的窄带化处理方法,是一种积分过程的相关测量。它利用信号与外加信号之间相关特性,剔除无相关性的噪声信号干扰,达到在噪声信号中准确拾取检测微弱被测信号目的。采用锁相放大器的分布光度测试系统包括以下部分:分布光度计主机带有双自由转台和光阑5,光电探测器用于检测光信号,计算机11用于对检测信号进行处理;这些均与现有的分布光度测试系统类同。本技术的改进,一是配有对分布光度计主机反射的光信号进行调制的斩光器,该斩光器设置在所述光电探测器的前端;所述光电探测器和斩光器均安装于探测器支架上。二是所述系统配置有锁相放大器,该锁相放大器的基准参考信号端连接斩光器和调制器,锁相放大器的输入端连接光电探测器的输出端,锁相放大器运算后的信号输送至计算机。本技术提供的测量方法包括以下步骤(参见图2):1、在光电探测器前端放置斩光器,斩光器连接调制器,调制器再连接锁相放大器。其中调制器根据测试需要,调节控制斩光器的工作频率,并以此为频率信号,输入给锁相放大器的参考信号端;2、将光电探测器输出端连接到锁相放大器的测试信号输入端,对锁相放大器输出被测信号;3、将锁相放大器的信号输出端连接到计算机上,用于接收光强数据;4、将被测样品(灯具或光源)置于分布光度计待测工位固定,并连接电源线;5、给整套装置接通电源,即给计算机、分布光度计主机供电,点亮被测光源;给光电探测器、锁相放大器、斩光器供电,使设备进入工作状态;6、分布光度计主轴转动,通过光度计的反射镜将被测光源某一方向发出的光反射至斩光器接受调制后再由光电探测器接收,然后输出作为被测信号;锁相放大器同时接收到来自于斩光器和调制器的基准频率信号,并作为锁相放大器运算参考信号;参考信号和被测信号同时输入到锁相放大器中,计算机通过软件采集锁相放大器获取和运算后的光电信号并记录。7、锁相放大器运用相关检测原理,通过对基准参考信号x(t)、被测信号y(t)进行相乘积分处理,抑制探测器的噪声,使微弱的光信号从噪声中检出;即:x(t)=Vs(t)+n1(t)y(t)=Vr(t)+n2(t)Rxy(τ)=limT→∞12T∫-TTx(t)y(t-τ)dt=RSr(τ)+RS2(τ)+Rr1(τ)+R12(τ)]]>Rxy(τ)=limT→∞12T∫-TTVs(t)*Vr(t-τ)dt]]>8、由于光度计通过控制控制转台实时运转,将光源不同方向发出的光不断送到探测器中,锁相放大器得到的连续的光强信号I(θ,φ)即为被测光源不同发光平面不同发光角上的光强分布;9、计算机中的信号处理系统对所得到的光强数据采用以下光度计算公式(常规公式)计算:从而计算出被测光的光通量,实现对光源分布光度的准确测量,尤其对弱光分布光度的高精度测量。测试具体示例选取一只弱光的标准LED直管光源。其光通量由计量证书已知,为14.02lm。以常规的分布式光度计重复测试该样品3次,测得光通量分别:14.93lm,13.56lm,14.45lm;由此说明,在弱光源极限条件测量案例中,测得光通量数组的线性度和一致性较差,光通量、光强分布等数据均无法保证准确可靠性。采用本技术提供的基于锁相放大器的分布光度测试系统,重复测试3次,测得光通量分别为:14.20lm,14.26lm,14.21lm。与样品标准值相比,偏差<2%,证明重复测量数据具有极高的一致性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于锁相放大器的分布光度测量系统,包括带有双自由转台和光阑的分布光度计主机(1)、用于检测光信号的光电探测器(6)以及对检测信号进行处理的计算机(11);其特征在于所述光电探测器的前端配有对分布光度计主机反射的光信号进行调制的斩光器(7);斩光器连接到调制器(8),所述系统还配置有锁相放大器(9),锁相放大器的基准参考信号端连接调制器的信号输出端,锁相放大器的输入端连接光电探测器的输出端,锁相放大器运算后的信号输送至计算机。

【技术特征摘要】
1.基于锁相放大器的分布光度测量系统,包括带有双自由转台和光阑的分布光度计主机(1)、用于检测光信号的光电探测器(6)以及对检测信号进行处理的计算机(11);其特征在于所述光电探测器的前端配有对分布光度计主机反射的光信号进行调制的斩光器(7);斩光器连接到调制器(8),所述系...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱腾飞钱枫沈斌朱敏娃陈琪
申请(专利权)人:杭州市质量技术监督检测院
类型:新型
国别省市:浙江;33

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1