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LED光谱电性参数测试技术的研究与开发

作　者: 林卫国
导　师: 杨明忠；王垚浩
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: LED光谱光电转换测试技术 PCI数据采集卡虚拟仪器
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

近年来，我国在LED产业发展非常迅速，在技术方面不断取得突破，应用越来越广泛。现阶段的LED产业主要以芯片封装为主，但LED的测试技术和手段相对落后，远远不能适应LED产业发展的要求。一些企业由于检测水平低，仪器配套性差，检测精度低，产品性能互相之间不可比对；一些企业所依赖的进口测试和分选设备价格很高。总体来说，国外LED测试仪器具有高性能，高精度的特点，国内LED的检测仪器在技术上还比较欠缺，检测精度和速度都不能满足企业的需求。这种状况对我国LED产业的结构和发展十分不利。因此，自行研究LED光电参数的快速测试技术和研制智能化的LED在线测试分选设备对促进我国的LED产业发展和提高LED的产品质量具有重要的意义。 LED的光度学、色度学和电学综合参数是衡量LED的主要技术指标。本课题主要研究LED光色电参数的快速测量技术，对LED测试技术科学化、规范化起到促进作用。本文作者根据片状LED检测技术的国内外要求，结合虚拟仪器技术和数据采集原理，开发出LED光电参数快速测试系统。本文主要工作如下： 1．在对LED光度学参数、辐射度学参数、色度学参数测量原理和测量标准深入研究的基础上，提出了测量LED主波长新方法，经综合测试，表明此方法完全可行。 2．深入研究线性阵列CCD型光谱测试仪、硅光二极管型光谱测试仪和光电转换器的原理，得出CCD像素与LED波长之间较为准确的对应关系。 3．深入研究了PCI数据采集卡的功能、驱动程序、接口协议以及API函数的编写和调用等，大幅减少LED光电参数测试时间，使LED光电参数快速检测成为可能。 4．按照虚拟仪器软件设计要求和方法，设计了LED光电参数快速测试系统的软件结构，规划出各个功能模块；借助LabVIEW开发工具完成各个模块程序设计，实现了各模块的功能。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-14
  1.1 LED产业的现况及其发展前景  8-9
  1.2 LED测试标准及方法  9-11
    1.2.1 国内外 LED测试标准的状况  9
    1.2.2 LED光电参数测量方法及问题  9-11
  1.3 参数的测量及数据采集  11-12
    1.3.1 基于微机总线的数据采集卡的选择  11-12
    1.3.2 数据处理软件的选择  12
  1.4 测试系统开发路线  12-13
  1.5 课题来源  13-14
第2章 LED光电参数测试理论及方法  14-32
  2.1 LED发光原理  14
  2.2 可见光谱  14-15
  2.3 LED发光器件光度学参数的测量  15-19
    2.3.1 LED光通量  15-16
    2.3.2 LED发光强度  16-17
    2.3.3 LED相对光谱能量分布 P(λ)  17-18
    2.3.4 LED的峰值波长λp和光谱半波宽△λ  18-19
  2.4 LED发光器件色度学参数的测量  19-26
    2.4.1 CIE标准色度学系统  20
    2.4.2 颜色匹配实验  20-21
    2.4.3 CIE-RGB光谱三刺激值  21
    2.4.4 1931CIE-XYZ系统  21-23
    2.4.5 CIE色度坐标及主波长计算方法  23-25
    2.4.6 色温的概念  25-26
  2.5 LED发光器件的电参数的测量  26-27
    2.5.1 LED的伏安特性  26-27
  2.6 LED光强的测量  27-29
    2.6.1 光强测试原理框图  28
    2.6.2 LED光强测试中的要点  28-29
  2.7 LED波长的测量  29-30
    2.7.1 LED光谱测试仪  29-30
    2.7.2 光谱检测注意的几点  30
  2.8 LED电参数的测试  30-32
    2.8.1 LED电参数的测试原理框图  30-32
第3章 LED光电参数测试硬件系统  32-44
  3.1 光谱测试仪  32-36
    3.1.1 单色仪系统  32-35
    3.1.2 CCD传感器  35-36
  3.2 PCI数据采集卡  36-42
    3.2.1 PCI总线数据传输  36-37
    3.2.2 PCI总线的接口信号  37-38
    3.2.3 PCI总线数据传输机制  38-39
    3.2.4 PCI数据采集卡的功能  39-40
    3.2.5 模拟输入的相关参数  40-42
    3.2.6 数据采样定理的应用  42
  3.3 本课题数据采集卡特性  42-44
    3.3.1 PCI-6023E数据采集卡  42-43
    3.3.2 PCI-9112数据采集卡  43-44
第4章 LED光谱参数的测量  44-60
  4.1 LED相对光谱能量 P(λ)分布函数  44-51
    4.1.1 光谱信号的数据采集  44-46
    4.1.2 调用 DLL实现数据采集  46-51
  4.2 CCD像素与波长函数关系  51-52
  4.3 光谱三刺激值插值  52-53
  4.4 主波长的计算  53-57
    4.4.1 曲线拟合计算波长  53-54
    4.4.2 查表法计算波长  54-57
  4.5 程序主界面及 LED光谱参数测试结果  57-60
    4.5.1 程序主界面  57-58
    4.5.2 LED光谱参数测试结果  58-60
第5章 LED电性参数的测量  60-67
  5.1 PCI-9112数据采集卡端口引脚分布  60-61
    5.1.1 数字信号输入/输出  60
    5.1.2 模拟输入/输出  60-61
  5.2 测试数据采集程序流程  61-64
    5.2.1 双缓冲模式  61-63
    5.2.2 数据采集程序流程  63-64
  5.3 数据采集程序设计  64-67
    5.3.1 调用 WINAPI函数  64-65
    5.3.2 模入数据采集程序  65-67
第6章总结与展望  67-69
  6.1 总结  67-68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的学术论文  73

LED光谱电性参数测试技术的研究与开发

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