[发明专利]一种光电检测和控制系统

权利要求书

1.一种光电检测和控制系统，其特征在于，包括光照度采集模块、温度采集模块、光电检测模块、光电控制模块和供电模块，供电模块为光电检测模块和光电控制模块供电；光电检测模块包括光电检测温度补偿单元和自动增益控制单元；光照度采集模块输出端与光电检测温度补偿单元的输入端连接，光电检测温度补偿单元的输出端与自动增益控制单元的输入端连接，自动增益控制单元与光电控制模块双向通信连接，温度采集模块的输出端与光电控制模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种光电检测和控制系统，其特征在于，光电检测和控制系统还包括上位机，上位机中加载有经过训练的神经网络模型，光电控制模块与上位机的双向通信连接，光电控制模块对自动增益控制单元输出的电压信号进行采样，并转换为光电流数据，进而再转换为光照度数据；神经网络模型采用两个输入端节点和一个输出端节点，两个输入端节点分别为光电控制模块输出的光电流数据和温度采集模块输出至光电控制模块的温度数据，一个输出端节点为光照度；神经网络模型通过温度、光电流与标定的光照度进行训练，对光电控制模块输出的光电流数据和温度采集模块输出至光电控制模块的温度数据进行非线性误差补偿。

3.根据权利要求2所述的一种光电检测和控制系统，其特征在于，光照度采集模块为硅光二极管，温度采集模块为温度传感器；光电检测温度补偿单元包括温度补偿环节、跨阻放大电路和正负电源电路，温度补偿环节包括漂移系数负载电阻和热敏电阻，漂移系数负载电阻和热敏电阻并联进行光电流分流，硅光二极管采集光照度并将光照度转换为电流信号，硅光二极管的电流信号输出端分别与漂移系数负载电阻和热敏电阻连接；跨阻放大电路包括第一运算放大芯片，第一运算放大芯片的反馈支路上接有滤波电容，第一运算放大芯片的反馈支路上接有一个用于将输入第一运算放大芯片的电流信号转换为电压信号的负载放大电阻，，漂移系数负载电阻的电流信号输出端与第一运算放大芯片的电流信号输入端连接，第一运算放大芯片的电压信号输出端与自动增益控制单元的电压信号输入端连接；正负电源电路包括两个电源转换芯片，一个电源转换芯片为第一运算放大芯片供正电，另一个电源转换芯片为第一运算放大芯片供负电，每个电源转换芯片的输入端均连接有一个电容作为退耦电容，每个电源转换芯片的输出滤波均采用LC电路。

4.根据权利要求3所述的一种光电检测和控制系统，其特征在于，自动增益控制单元包括二次运算放大电路、比较器和正负电源电路，二次运算放大电路包括第二运算放大芯片，第二运算放大芯片的反馈支路上接有一个用于反馈光电控制模块反馈信号的数字电位器，第二运算放大芯片的反向端接有一个反向端输入电阻，第一运算放大芯片的电压信号输出端与第二运算放大芯片的电压信号输入端连接，第二运算放大芯片的电压信号输出端与比较器的正输入端连接，光电控制模块的阈值电压信号输出端与比较器的负输入端连接，比较器进行正输出端和负输入端信号的数值大小比较输出高电平信号或低电平信号，比较器的电平信号输出端与光电控制模块的电平信号输入端连接，光电控制模块的反馈信号输出端与数字电位器的反馈信号输入端连接，数字电位器的反馈信号输出端与第二运算放大芯片的反馈信号输入端连接，光电控制模块的采样输入端与第二运算放大芯片的电压信号输出端连接；正负电源电路包括两个电源转换芯片，一个电源转换芯片为第二运算放大芯片供正电，另一个电源转换芯片为第二运算放大芯片供负电，每个电源转换芯片的输入端均连接有一个电容作为退耦电容，每个电源转换芯片的输出滤波均采用LC电路。

5.根据权利要求4所述的一种光电检测和控制系统，其特征在于，

二次运算放大电路的增益G的计算公式为其中的放大倍数为/R_f为数字电位器的阻值，R_i为第二运算放大芯片的反向端输入电阻，其中反向端输入电阻用来调节输入的带负载能力和调节二次运算放大电路的放大倍数。