重庆设备仪器光电传感器的金属测量
来源: | 作者:proc22dfc | 发布时间: 2019-05-22 | 41 次浏览 | 分享到:
  文章先容了一种通过使用来对金属丝杨氏模量测量的新方法。该测量的要害在于对金属丝的巨大长度变革量的精确测量。起首由将位移变革转换为电流量的变革,电信号颠末I-V转换、放大及模数转化后,最后送入单片机举行数据处置惩罚,同时通过键盘来完成人机对话,并在表现器上表现出结果,完成杨氏模量测量的智能化。
  重庆计量哪里最便宜体系总体计划,重庆计量校准
  金属质料杨氏模量的测量是综合大学和工科院校物理实验中必做的实验之一。金属丝杨氏弹性模量测量的要害在于对金属丝的巨大长器量的精确测量,国内一些院校的实验室仍采用的是光杠杆法测量金属丝的巨大长度变量,而这种测量方法对付光路的调整有着严酷的要求,测量难度大且不易掌握,操纵比较繁琐,且读数历程中容易出错,耗时较长。而应国内大学物理实验的发展现状及发展要求,应用高科技不断改进物理实验设备,实实际验设备的自动化检测及控制成为主要趋向,因此我们需要另辟新的测量方法来改进实验仪器。
  我们起首用测量杨氏模量的安装孕育发生巨大位移,再用均匀光束照在硅池上,用与金属丝相连的挡板放在光源与之间举行挡光,如图1所示,当挪动挡板时,输出电流发生变革,且因为挡板挡光变革几多,输出电流有相应的变革量(线性变革),再将电信号颠末放大及模数转化后送入单片机,由于事先编写的程序已输出单片机,则可由单片机完成及时自动测量、数据处置惩罚和表现,从而达到杨氏模量测量的自动化和高精度化。操纵者只需要熟悉操纵说明后,通过键盘上的按键来达到实验要求,最后的结果可以在与单片机相连的LED表现器上表现出来。
  光电转换模块
  是一个大面积的光电二极管,它用于把入射到其重庆计量哪里最便宜表面的光能转化为电能,而我们晓得,硅光电池将光能转化为电能时,其转化的电流信号的变革与入射光强的变革成线性干系。而为了验证硅光电池这一特性,我们也举行了相干的测量,并将测量的数据用MATLAB软件举行了拟合,得出切合最小二乘法的函数,其差别级次拟合得出的函数如下:
  一次拟合:r=-0.04433x+86.4396
  二次拟合:r=2.323e-005x^2-0.048232x+86.5482
  E=E±uE=(1.8±0.3)×1011(N/m2)
  由上式可知,随着拟合次数增长,高次项系数数目级越变越小,且变革幅度很大,从实验可行性及精度要求综合考虑可将r-x的干系以一次处置惩罚。因此我们可以通过使用硅光电池将挡光板位移的变革转为电流的变革,从而举行测量
  电流-电压转换及其放大、滤波模块
  硬件部门最要害的是对硅光电池转换后的电流信号的处置惩罚。由于要举行模数转换就必需把电流信号转换成电压信号,因转换失掉的信号很小且含有乐音信号,故我们要将其举行放大和滤波。在此用TL084集成放大器完成电流-电压转换及放大,使用RC电路举行滤波,其电路图如图3所示。转换后的电压信号间接输出AD转换电路的输出端,再将AD转换后的输出信号送入单片机举行处置惩罚及表现。其中AD转换采用的是12位转换器AD574。
  软件部门
  为了方便程序调试和提高可靠性,程序计划采用自上而下、模块化、结构化的程序计划方法。本计划按任务模块分别的程序主要有初始化程序、主程序、A/D转换子程序、数据处置惩罚子程序(包罗调零、判断操纵能否错误、位移值及杨氏模量值)、LCD表现子程序、键盘扫描子程序。体系主程序流程图如图4所示,其中操纵检测是资助提示操纵者,若无误,LCD表现会表现功效按键相应的数据值,若操纵有误,LCD表现会表现EOF字样。
  数据记录及处置惩罚,
  颠末实验记录及数据处置惩罚,我们取位移值与经转换放大后的电压值的比例系数为44,在数据处置惩罚子程序中间接使用,用此体系去检测金属丝的伸长量,重庆计量校准机构
  其中L=100.00cm,m=3000g,g=979.4cm/s2。uF只取一位有效数字,由“末位对齐”原则写出结果表达式:
  三次拟合:r=-3.2246e-007x^3+0.00010449x^2-0.053677x+86.6233
  本方法可以大大简化原来的实验安装,提高了实验的服从和正确率,成本也比原来低。改进后不但保存了原有实验的讲授内容,另有利于门生对光电的结构、原理、特性及使用方法的了解,将先进科技结果应用到讲授实验中,扩大了门生的知识面,以是本仪器也将是经典实验讲授当代化的一个实例。

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