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基于光電傳感器的金屬楊氏模量的測量

作者: 時(shí)間:2012-02-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:文章介紹了一種通過使用來對的新方法。該的關(guān)鍵在于對絲的微小長度變化量的精確。首先由將位移變化轉(zhuǎn)換為電流量的變化,電信號經(jīng)過I-V轉(zhuǎn)換、放大及模數(shù)轉(zhuǎn)化后,最后送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,同時(shí)通過鍵盤來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話,并在顯示器上顯示出結(jié)果,實(shí)現(xiàn)測量的智能化。
關(guān)鍵詞:;;I-V轉(zhuǎn)換;放大;模數(shù)轉(zhuǎn)化;單片機(jī)

0 引言
金屬材料楊氏模量的測量是綜合大學(xué)和工科院校物理實(shí)驗(yàn)中必做的實(shí)驗(yàn)之一。金屬絲楊氏彈性模量測量的關(guān)鍵在于對金屬絲的微小長度量的精確測量,國內(nèi)一些院校的實(shí)驗(yàn)室仍采用的是光杠桿法測量金屬絲的微小長度變量,而這種測量方法對于光路的調(diào)整有著嚴(yán)格的要求,測量難度大且不易掌握,操作比較繁瑣,且讀數(shù)過程中容易出錯(cuò),耗時(shí)較長。而應(yīng)國內(nèi)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展要求,應(yīng)用高科技不斷改善物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自動(dòng)化檢測及控制成為主要趨勢,因而我們需要另辟新的測量方法來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
我們首先用測量楊氏模量的裝置產(chǎn)生微小位移,再用均勻光束照在硅光電池上,用與金屬絲相連的擋板放在光源與硅光電池之間進(jìn)行擋光,如圖1所示,當(dāng)移動(dòng)擋板時(shí),輸出電流發(fā)生變化,且因?yàn)閾醢鍝豕庾兓嗌?,輸出電流有相?yīng)的變化量(線性變化),再將電信號經(jīng)過放大及模數(shù)轉(zhuǎn)化后送入單片機(jī),由于事先編寫的程序已輸入單片機(jī),則可由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)測量、數(shù)據(jù)處理和顯示,從而達(dá)到楊氏模量測量的自動(dòng)化和高精度化。操作者只需要熟悉操作說明后,通過鍵盤上的按鍵來達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,最后的結(jié)果可以在與單片機(jī)相連的LED顯示器上顯示出來。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/161113.htm

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2 硬件部分
硬件部分主要有以下幾個(gè)模塊:由光源與硅光電池組成的光電轉(zhuǎn)換模塊;由TL084芯片及其外圍元件組成的電流一電壓轉(zhuǎn)換及其放大、濾波模塊;AD轉(zhuǎn)換模塊;最后是由單片機(jī)和LCD組成的數(shù)據(jù)處理及輸出模塊,如圖2所示。下面簡述一下前兩個(gè)模塊。

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