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，其轉化的電流信號的變化與入射光強的變化成線性關系。而為了驗證硅光電池這一特性，我們也進行了相關的測量，并將測量的數(shù)據(jù)用MATLAB軟件進行了擬合，得出符合最小二乘法的函數(shù)，其不同級次擬合得出的函數(shù)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，隨著擬合次數(shù)增加，高次項系數(shù)數(shù)量級越變越小，且變化幅度很大，從實驗可行性及精度要求綜合考慮可將r-x的關系以一次處理。因而我們可以通過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
硬件部分最關鍵的是對硅光電池轉換后的電流信號的處理。由于要進行模數(shù)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，故我們要將其進行放大和濾波。在此用TL084集成放大器實現(xiàn)電流-電壓轉換及放大，利用RC電路進行濾波，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://www.antipu.com.cn/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(shù)據(jù)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、鍵盤掃描子程
序。系統(tǒng)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，若無誤，LCD顯示會顯示功能按鍵相應的數(shù)據(jù)值，若操作有誤，LCD顯示會顯示EOF字樣。
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