(一)從測驗說起 

    一、測驗是通過一定的物理方式，分辨出被測參數量病歸屬到某一范圍帶，以此來判別被測參數是否合格或參數量是否存在。量測時將被測的未知量與同性質的標準量進行比較，確定被量測隊標準量的倍數，并通過數字表示出這個倍數的過程。 

    在自動化和測驗領域，測驗的任務不僅是對成品或半成品的檢驗和量測，而且為了檢查、監督和控制某個生產過程或運動對象使之處于人們選定的*佳狀況，需要隨時測驗和量測各種參量的大小和變化等情況。這種對生產過程和運動對象實時測驗和量測的工藝又稱為工程測驗工藝。 

    量測有兩種方式：即直接量測和間接量測 

    直接量測是對被量測進行量測時，對以表讀數不經任何運算，直接的出被量測的數值，如：用溫度計量測溫度，用萬用表量測電壓 

    間接量測是量測幾個與被量測有關的物理量，通過函數關系是計算出被量測的數值。如：功率P與電壓V和電流I有關，即P=VI，通過量測到的電壓和電流，計算出功率。
 
    直接量測簡單、方便，在實際中使用較多；但在無法運用直接量測方式、直接量測不方便或直接量測誤差大等情況下，可運用間接量測方式。 

    光電傳感器與敏感器的概念 

   在很多情況下，所需要量測的非電量并不是傳感器所能轉變的那種非電量，這就需要在傳感器前面加一個能夠把被測非電量轉變為該傳感器能夠接收和轉變的非電量的裝置或器件。這種能夠被測非電量轉變為可用電量的元器件或裝置成為敏感器。例如用電阻應變片量測電壓時，就需要將應變片粘貼到售壓力的彈性原件上，彈性原件將壓力轉變為應變力，應變片再將應變力轉變為電阻的變化。這里應變片便是傳感器，而彈性原件便是敏感器。敏感器和傳感器隨然都可對被測非電量進行轉變，但敏感器是把被量測轉變為可用非電量，而傳感器是把被測非電量轉變為電量。 

    傳感器的作用是將非電量轉變為與之有確定對應關系得電量輸出，它本質上是非電量系統與電量系統之間的接口。在測驗和控制過程中，傳感器是必不可少的轉變器件。從能量角度出發，可將傳感器劃分為兩種類型：一類是能量控制型傳感器，也稱有源傳感器；另一類是能量轉變傳感器，也稱無源傳感器。能量控制型傳感器是指傳感器將被量測的變換轉變成電參數（如電阻、電容）的變化，傳感器需外加激勵電源，才可將被量測參數的變化轉變成電壓、電流的變化。而能量轉變型傳感器可直接將被量測的變化轉變成電壓、電流的變化，不需外加激勵源。 

    二、光電傳感器是基于光電效應，將光信號轉變為電信號的一種傳感器，廣泛應用于自動控制、宇航和廣播電視等各個領域。 

    光電傳感器主要噢有光電二極管、光電晶體管、光敏電阻Cds、光電耦合器、繼承光電傳感器、光電池和圖像傳感器等。主要種類表如下圖所示。實際應用時，要選擇適宜的傳感器才能達到預期的效果。大致的選用原則是：高速的光電測驗電路、寬范圍照度的照度計、超高速的激光傳感器宜選用光電二極管；幾千赫茲的簡單脈沖光電傳感器、簡單電路中的低速脈沖光電開關宜選用光電晶體管；響應速度雖慢，但性能良好的電阻橋式傳感器以及具有電阻性質的光電傳感器、路燈自動亮滅電路中的光電傳感器、隨光的強弱成比例改變的可變電阻等宜選用Cds和Pbs光敏元件；旋轉編碼器、速度傳感器、超高速的激光傳感器宜選用集成光電傳感器。

    光電傳感器類型 光電傳感器實例  

    PN結 PN光電二極管（材料運用Si，Ge，GaAs）
 
    PIN光電二極管（材料運用Si） 

    雪崩光電二極管（材料運用Si，Ge）  

    光電晶體管（光電達林頓管）（材料運用Si） 

    集成光電傳感器和光電晶閘管（材料運用Si）  

    非PN結 光電元件（材料運用CdS，CdSe，Se，PbS） 

    熱電元件（材料運用（PZT，LiTaO3，PbTiO3）
  
    電子管類 光電管，攝像管，光電倍增管  

    其他類 色敏傳感器（材料運用Si，α-Si） 

    固體圖像傳感器（材料運用Si，有CCD型，MOS型，CPD型 

    位置測驗用元件（PSD）（材料運用Si）  

    光電池（光電二極管）（材料用Si）  

    (二)光電測試工藝簡介   

    光電測驗工藝是光電信息工藝的主要工藝之一，它主要包括光電變換工藝、光信息獲取與光信息量測工藝以及量測信息的光電處理工藝等。如用光電方法實現各種物理量的量測，微光、弱光量測，紅外量測，光掃描、光跟蹤量測，激光量測，光纖量測，圖象像量測等。   

    光電測驗工藝將光學工藝與電子工藝相結合實現對各種量的量測，他具有如下特點：   
    (1)高精度。光電量測的精度是各種量測工藝中精度*高的一種。如用激光干涉法量測長度的精度可達0.05μm/m；光柵莫爾條紋法測角可達到 ；用激光測距法量測地球與月球之間距離的分辨力可達到1m。   

    (2)高??度。光電量測以光為媒介，而光是各種物質中傳播速度*快的，無疑用光學方法獲取和傳遞信息是*快的。   
    (3)遠距離、大量程。光是*便于遠距離粗寒痹的介質，尤其適用于遙控和遙測，如武器制導、光電跟蹤、電視遙測等。  

    (4)非接觸量測。光照到被測物體上可以認為是沒有量測力的，因此也無摩擦，可以實現動態量測，是各種量測方法中效率*高的一種。

    (5)壽命長。在理論上光波是永不磨損的，只要復現性做得好，可以長久的使用。   

    (6)具有很強的信息處理和運算能力，可將復雜信息并行處理。用光電方法還便于信息的控制和存儲，易于實現自動化，，易于與計算機連接，易于實現只能化。   

    光電測試工藝是現代科學、國家現代化建設和人民生活中不可缺少的新工藝，是機、光、電、計算機相結合的新工藝，是*具有潛力的信息工藝之一。   

    (三)光電測驗系統的組成及特點 

    由于被測對象復雜多樣，故測驗系統的結構也不盡相同。一般電子測驗系統是由傳感器、信號調理器和輸出環節三部分組成。 

    傳感器處于被測對象與測驗系統的接口處，是一個信號變換器。它直接從被測對象中提取被量測的信息，感受其變化，并轉化成便于量測的電參數。 

    有傳感器測驗到的信號一般為電信號。它不能直接滿足輸出的要求，需要進一步的變換、處理和分析，即通過信號調理電路將其轉變為標準的電信號，輸出給輸出環節。
 
    根據測驗系統輸出的目的和形式的不同，輸出環節主要顯示與記錄裝置、數據通信接口和控制裝置。 

    傳感器的信號調理電路是由傳感器的類型和對輸出信號的要求決定的。不同的傳感器具有不同的輸出信號。能量控制型傳感器輸出的是電參數的變化，需運用電橋電路將其轉變成電壓的變化，而電橋電路輸出的電壓信號幅度較小，共模電壓又很大，需要用儀表放大器進行放大，在能量轉變型傳感器輸出的電壓、電流信號中一般都含有較大的噪聲信號，需加濾波電路提取有用的信號，而濾波出無用的噪聲信號。而且，一般能量型傳感器輸出的電壓信號幅度都很低，也許才用儀表放大器進行放大。
 
    與電子系統載波相比，光電系統載波的頻率提高了幾個數量級。這種頻率量級上的變化使光電系統在實現方法上發生了質變，在功能上也發生了質的飛躍。主要表現在載波容量、角分辨率、距離分辨率和光譜分辨率大為提高，因此，在信道、雷達、通信、精導、導航、量測等領域獲得廣泛應用。應用到這些場合的光電系統的具體構成形式盡管各不相同，但有一個共同的特征，即都具有發射機、光學信道和光接收機這一環節。 

    光電系統通常分為主動式和被動式兩類。在主動式光電系統中，光發射機主要由光源（例如激光器）和調制器構成；在被動式光電系統中，光發射機為被測物體的熱輻射發射。光學信道和光接收機對兩者是完全相同的。所謂光學信道，主要是指大氣、空間、水下和光纖。光接收機是用于收集入射的光信號并加以處理、恢復光載波的信息，包括三個基本模塊。 

    光電變換通常是通過各種光學元件和光學系統來實現的，運用平面鏡、光狹縫、透鏡、角錐棱鏡、偏振器、波片、碼盤、光柵、調制器、光成像系統、光干涉系統等，實現將被量測轉變為光參量(振幅、頻率、相位、偏振態、傳播方向變化等。)光電轉變是用各種光電變換器件來完成的，如光電測驗器件、光電攝像器件、光電熱敏器件等。