受动态范围的限制,传统的CMOS相机需要通过曝光时间控制和自动增益控制方式减小像素饱和与溢出的影响,以获得目标场景的清晰信息。若要同时获取目标场景的暗场和亮场图像,必须扩展CMOS图像传感器的动态范围。提出一种基于二值化图像叠加的CMOS相机动态范围扩展方法。该方法利用曝光时间按对数变化的一系列二值化图像进行叠加,拓宽了CMOS相机的图像探测动态范围,即使在亮度变化很大的环境下也能实现强信号和弱信号的同时探测,从而获得目标场景清晰的灰度图像。实验结果表明,与传统CMOS相机成像相比,二值化叠加CMOS相机的相对动态范围最高可拓宽8倍以上。通过图像亮度曲线对比,发现二值化叠加CMOS相机具有有效的对数响应输出。二值化叠加CMOS相机能有效减少图像亮处的饱和溢出和暗处细节信息的丢失,在高亮和背光处均能获得完整清晰、亮度均匀的图像。

提出一种通过扭转引起光强变化来检测电流的磁敏传感器结构, 包括扭转微镜结构和光检测部分。分析了传感器的磁敏原理和力学理论, 根据结构设计综合考虑给出了传感核心部件的结构参数, 通过仿真获得不同电流下扭转力矩与扭转角度、各结构参数的关系曲线, 最后通过实验验证了分析的干扰信号的合理性, 所要测量的交变电流信号跟测得的光强信号成正比, 表明该电流传感器具有一定的实际应用价值。

提出一种复合结构微机电系统（MEMS）磁扭转微镜光纤电流传感器，传感部分由磁扭转微镜和双光纤准直器组成。介绍了MEMS扭转微镜的结构及电流传感原理。对电流传感器模型进行分析，结果表明， 选择合适的准直器端面与微镜的距离，可以避免信号失真。利用归一化光强峰峰值作为交变电流来测量输出信号时，电流测量灵敏度随电流测量值的变化而变化，且被测电流的电流强度接近0时，测量灵敏度也接近0。因此采用归一化光强线性矫正信号处理方法，得到了很好的输出线性响应曲线，使电流测量灵敏度不受电流变化的影响。最后实验验证了理论分析和模拟仿真结果的正确性，实验测得的归一化光强线性矫正响应灵敏度约为0.034 /A。