基于光電傳感器的金屬楊氏模量的測量
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2．1 光電轉換模塊
硅光電池是一個(gè)大面積的光電二極管，它用于把入射到其表面的光能轉化為電能，而我們知道，硅光電池將光能轉化為電能時(shí)，其轉化的電流信號的變化與入射光強的變化成線(xiàn)性關(guān)系。而為了驗證硅光電池這一特性，我們也進(jìn)行了相關(guān)的測量，并將測量的數據用MATLAB軟件進(jìn)行了擬合，得出符合最小二乘法的函數，其不同級次擬合得出的函數如下：
一次擬合：r=-0．04433x+86．4396
二次擬合：r=2．323e-005x^2-0．048232x+86．5482
三次擬合：r=-3．2246e-007x＾3+0．00010449x＾2-0．053677x+86．6233
由上式可知，隨著(zhù)擬合次數增加，高次項系數數量級越變越小，且變化幅度很大，從實(shí)驗可行性及精度要求綜合考慮可將r-x的關(guān)系以一次處理。因而我們可以通過(guò)使用硅光電池將擋光板位移的變化轉為電流的變化，從而進(jìn)行測量，其物理圖如圖1所示。
2．2 電流-電壓轉換及其放大、濾波模塊
硬件部分最關(guān)鍵的是對硅光電池轉換后的電流信號的處理。由于要進(jìn)行模數轉換就必須把電流信號轉換成電壓信號，因轉換得到的信號很小且含有噪音信號，故我們要將其進(jìn)行放大和濾波。在此用TL084集成放大器實(shí)現電流-電壓轉換及放大，利用RC電路進(jìn)行濾波，其電路圖如圖3所示。轉換后的電壓信號直接輸入AD轉換電路的輸入端，再將AD轉換后的輸出信號送入單片機進(jìn)行處理及顯示。其中AD轉換采用的是12位轉換器AD574。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161113.htm
3 軟件部分
為了方便程序調試和提高可靠性，程序設計采用自上而下、模塊化、結構化的程序設計方法。本設計按任務(wù)模塊劃分的程序主要有初始化程序、主程序、A／D轉換子程序、數據處理子程序(包括調零、判斷操作是否錯誤、位移值及楊氏模量值)、LCD顯示子程序、鍵盤(pán)掃描子程
序。系統主程序流程圖如圖4所示，其中操作檢測是幫助提醒操作者，若無(wú)誤，LCD顯示會(huì )顯示功能按鍵相應的數據值，若操作有誤，LCD顯示會(huì )顯示EOF字樣。
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