專(zhuān)利名稱(chēng)：全數(shù)字光度、色度傳感器及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光度測(cè)定法和色度測(cè)定法，特別步及一種全數(shù)字光度、色度傳感器及其應(yīng)用。
幾十年來(lái)，光輻射測(cè)量技術(shù)中應(yīng)用的光度傳感器、色度傳感器以光電池、光電倍增管等作為光電轉(zhuǎn)換器件，光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào)輸出。該電流或電壓信號(hào)幅度隨光信號(hào)強(qiáng)弱而連續(xù)變化，即現(xiàn)有的光度傳感器和色度傳感器所輸出的信號(hào)是模擬量。眾所周知，光度學(xué)中測(cè)量照度、亮度用的光度傳感器由濾光片組和光電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，而色度學(xué)中的測(cè)量色度、色溫用的色度傳感器由多個(gè)濾光片組和多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，它們的輸出皆為模擬量?，F(xiàn)有光度、色度傳感器及其相關(guān)的測(cè)量?jī)x器存在如下缺陷1、光度、色度傳感器輸出的模擬量需要經(jīng)過(guò)放大器、模擬開(kāi)關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器、接口電路后，才能將信號(hào)送入CPU，CPU通過(guò)接口電路控制模擬開(kāi)關(guān)和A／D轉(zhuǎn)換器，A／D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，經(jīng)接口電路，信號(hào)送入CPU，CPU將計(jì)算結(jié)果輸出顯示、打印、存儲(chǔ)。可見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)不能將光度、色度傳感器輸出的信號(hào)直接送入CPU，使測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，生產(chǎn)成本高。
2、模擬通道中的放大器和模擬開(kāi)關(guān)的漂移會(huì)顯著影響儀器的測(cè)量精度，而且這種影響是無(wú)法消除的。
3、A／D轉(zhuǎn)換器會(huì)帶來(lái)轉(zhuǎn)換誤差，包括量化誤差和采樣噪聲等，若12位A／D轉(zhuǎn)換芯片其轉(zhuǎn)換誤差為1LSB，對(duì)滿(mǎn)量程的電壓輸入信號(hào)，其轉(zhuǎn)換精度不到萬(wàn)分之一量級(jí)。但是在測(cè)量中，由于被測(cè)光的變化，一般很難實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)量程的電壓信號(hào)輸入，則檢測(cè)精度相應(yīng)降低，一般只能保持在千分之一量級(jí)。即使采用高分辨率的16位A／D轉(zhuǎn)換芯片，其轉(zhuǎn)換誤差也將保持在萬(wàn)分之一量級(jí)。同時(shí)A／D芯片固有的采樣噪聲也很難克服。
4、存在電源干擾任何模擬系統(tǒng)，其供電電源的穩(wěn)定性至關(guān)重要，電源干擾將直接影響到放大器工作的穩(wěn)定性，因此必須改善供電電源的性能，需要用大量高性能的器件，即便如此，對(duì)電源紋波的抑制畢竟是有限度的。
本發(fā)明的目的在于提供一種全數(shù)字光度、色度傳感器，以本光度、色度傳感器取代現(xiàn)有的模擬傳感器，并把全數(shù)字光度、色度傳感器應(yīng)用于光度學(xué)和色度學(xué)中相關(guān)物理量的測(cè)量及形成相應(yīng)的光輻射測(cè)量?jī)x器系列。
一種全數(shù)字光度傳感器，含有濾色片組1，其特征是該光度傳感器由濾色片組1和光頻轉(zhuǎn)換器2構(gòu)成，其輸出信號(hào)為頻率信號(hào)。如

圖1所示。
一種全數(shù)字色度傳感器，含有多個(gè)濾色片組2，其特征是該色度傳感器由多個(gè)濾光片組1和多個(gè)光頻轉(zhuǎn)換器2構(gòu)成，其輸出信號(hào)為頻率信號(hào)。如圖2所示。
一種應(yīng)用全數(shù)字光度傳感器制成的光度測(cè)量?jī)x，其特征是光度傳感器輸出的頻率信號(hào)直接送入CPU，CPU輸出測(cè)量結(jié)果供顯示、打印、存儲(chǔ)3，CPU外接一個(gè)作為對(duì)外通訊用的接口電路4。如圖3所示。
一種應(yīng)用全數(shù)字色度傳感器制成的色度測(cè)量?jī)x，其特征是色度傳感器輸出的多個(gè)頻率信號(hào)分別送入CPU，CPU輸出色度測(cè)量結(jié)果供顯示、打印、存儲(chǔ)3，CPU外接一個(gè)作為對(duì)外通訊用的接口電路4。如圖4所示。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)(1)全數(shù)字光度、色度傳感器輸出的信號(hào)為頻率信號(hào)，可以直接送入CPU，而現(xiàn)有的光度、色度傳感器輸出的是電流或電壓的模擬量，不能直接送CPU處理。
(2)利用本發(fā)明的全數(shù)字光度、色度傳感器制成的光輻射測(cè)量?jī)x器其結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，所用的部件少，造價(jià)低。
(3)應(yīng)用本發(fā)明的光度、色度傳感器制成的光輻射儀器，如照度測(cè)量?jī)x、亮度測(cè)量?jī)x、色度測(cè)量?jī)x、色溫測(cè)量?jī)x等，可以省去信號(hào)放大器、模擬開(kāi)關(guān)、A／D變換器等，避免這些部件帶來(lái)的負(fù)面影響，如放大器產(chǎn)生的漂移，A／D轉(zhuǎn)換器帶來(lái)的轉(zhuǎn)換誤差，供電電源干擾大等，從而提高了儀器的檢測(cè)精度和儀器工作的穩(wěn)定性。
圖1為全數(shù)字光度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為全數(shù)字色度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的光度測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的色度測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為實(shí)施例用的全數(shù)字光度傳感器示意圖。
圖6為實(shí)施例用的光度測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例如圖5所示，將光頻轉(zhuǎn)換器2與具有V(λ)光譜修正的濾光片組1相結(jié)合構(gòu)成全數(shù)字V(λ)傳感器。當(dāng)全數(shù)字V(λ)傳感器與全數(shù)字信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)相配合，如圖6所示，CPU采用89C52，光頻傳感器2采用TLS235，測(cè)量結(jié)果由CPU送顯示打印存儲(chǔ)3，通過(guò)TTL··232，可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)與其他CPU之間的通訊。
權(quán)利要求
1.一種全數(shù)字光度傳感器，含有濾色片組(1)，其特征在于該光度傳感器由濾色片組(1)和光頻轉(zhuǎn)換器(2)構(gòu)成，其輸出信號(hào)為頻率信號(hào)。
2.一種全數(shù)字色度傳感器，含有多個(gè)濾色片組(1)，其特征在于該色度傳感器由多個(gè)濾色片組(1)和多個(gè)光頻轉(zhuǎn)換器(2)構(gòu)成，其輸出信號(hào)為頻率信號(hào)。
3.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的光度傳感器制成的光度測(cè)量?jī)x，其特征在于光度傳感器輸出的頻率信號(hào)直接送入CPU，CPU輸出光度測(cè)量結(jié)果供顯示、打印、存儲(chǔ)(3)，CPU外接一個(gè)作為對(duì)外通訊用的接口電路(4)。
4.一種應(yīng)用權(quán)利要求2所述的色度傳感器制成的色度測(cè)量?jī)x，其特征在于色度傳感器輸出的多個(gè)頻率信號(hào)分別送入CPU，CPU輸出色度測(cè)量結(jié)果供顯示、打印、存儲(chǔ)(3)，CPU外接一個(gè)作為對(duì)外通訊用的接口電路(4)。
全文摘要
一種全數(shù)字光度、色度傳感器及其應(yīng)用,其特征是該傳感器由濾色片組和光頻轉(zhuǎn)換器組成,其輸出信號(hào)為頻率信號(hào),這種傳感器與全數(shù)字信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)配合可分別制成測(cè)量照度、亮度、色度、色溫等光輻射測(cè)量?jī)x器。與現(xiàn)有技術(shù)比較,本方案的優(yōu)點(diǎn)是傳感器輸出的信號(hào)是頻率信號(hào),制成相關(guān)的光輻射檢測(cè)儀器,其后續(xù)電路大為簡(jiǎn)化,制造成本降低40%以上,儀器綜合性能全面提高。
文檔編號(hào)G01J1/00GK1281972SQ00125030
公開(kāi)日2001年1月31日 申請(qǐng)日期2000年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月3日
發(fā)明者葉煒 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)