#光電二極體photodiode #光學跟蹤 #位移測量
【光學跟蹤&測量位移的關鍵部件:四象限光電二極體】
四象限光電二極體 (photodiode) 是光學跟蹤和位移測量系統中的關鍵部件。典型應用包括光學資料存放裝置中拾取雷射的光束居中,雷射鑷 (光阱) 系統中的珠位元測量與阱剛度標定、掃描探針顯微鏡中的懸臂位移測量,以及各種長距離雷射跟蹤的應用,如航太和衛星光通訊,以及針對土木工程和採礦業校準的應用。由於其簡單、可靠的設計和高靈敏度,四象限光電二極體是二維光束對中和位移測量最常用的位置敏感器件。
不過,四象限光電二極體的電路 (如:類比訊號鏈後面的電路) 限制了整個傳感系統的特性,要特別注意配套電路的設計。通常基於四象限光電二極體的位移測量系統都用於戶外 (如:土木工程和採礦業),其中的測量系統必須是電池供電的。考慮到這種測量系統的廣泛應用,需要不斷降低電源電壓和功耗,因此必須密切關注電路設計。用四象限光電二極體測量位置測量系統的具體要求往往取決於:精度、準確性、線性度、動態範圍和頻率頻寬。
在進行測量的位置和四象限光電物體之間,通常使用雷射或 LED 等被動 (無源) 光學系統,以確定物體位置和光點在四象限光電二極體表面位置的作用,其光斑輻照度分佈主要取決於所用光源以及目標光學耦合系統的特性。無論表面光點輻射分佈如何,大多數關於四象限光電二極體中心的光點位置評估演算法都是基於光點重心的位置計算,實現高靈敏度、高速度、高解析度的位置測量;透過引入一個低電壓、超低功耗測量系統,可以很容易地用電池供電。
延伸閱讀:
《四象限光電二極體用於高精度位移測量系統的應用案例》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/1127/37424.html
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你知道嗎?【進擊的督卜勒效應】
督卜勒效應(Doppler effect)最為人所知也最容易被觀察到的表現,大概就是路上的救護車或者消防車呼嘯而過的時候,我們可以感覺到音調明顯的變化:當鈴聲接近你的時候,你可能還沒什麼感覺,但是就在車輛通過你身旁(或者說通過離你最近距離)的一瞬間,你便會感覺到音調明顯的變低,然後才感覺到聲音離你遠去。
作為一個物理學家,美國影集 The Big Bang Theory 中的主角之一 Dr. Sheldon Copper 樂於將生活中經常可以「聽見」的督卜勒效應用更令人注目地方式表現出來,於是在某一年的萬聖夜派對中,他選擇 cosplay 成「督卜勒效應」——是的你沒看錯,毫無反應,就是督卜勒效應——不是扮成督卜勒先生。
1842年奧地利的物理學家督卜勒先生提出了這個波的頻率會隨著觀察者與波源之間相對移動而變化的效應之後,1845年荷蘭的氣象學家,請一隊喇叭手站在一列行駛中的列車上,吹奏一個事先校準過的單音,以此方法觀測並證實了督卜勒效應。
時至今日,督卜勒效應不但有眾多應用,而且對我們的生活影響深遠。無論是觀察星星的位移、測量水氣的氣象雷達或者是觀察孕婦肚中嬰孩的超音波造影,都是督卜勒效應的應用。
[Mr. Wednesday]
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● 點座標ID(ID): 顯示指定位置的 UCS 座標值。先位移原點
● 距離DIST(DI):測量兩點之間的距離與角度。無線
● 長度LENGTHEN(LEN):測量線段長度。有線
● 列示LIST(LI):顯示所選物件的性質資料。顏色、線型、線粗、透明度、厚度、高程、擠出方向、與特定物件類型相關的其他資訊。例如,對於尺度約束物件,LIST 會顯示約束類型 (註解或動態)、參考類型 (是或否)、名稱、表示式和值。
● 質量性質MASSPROP:計算並顯示所選面域或 3D 實體的質量性質。量測物件體積、質心、形心
● 性質PROPERTIES (MO):控制既有物件的性質。
● 快速性質 :指定顯示快速性質選項板的設定。對物件連點兩下
● 狀態STATUS:顯示圖面統計值、模式和實際範圍。
● 說明HELP(F1):顯示線上或離線說明系統。
● 時間TIME:顯示關於目前圖面與時間相關的資訊。
● 面積、周長AREA(AA):計算物件或定義的區域之面積與周長。
● 測量MEASUREGEOM(MEA):測量所選物件或一系列點的距離、半徑、角度、面積和體積。
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