設(shè)計了一個集光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)和計算機(jī)技術(shù)于一體的測量帶材微位移的實驗儀器系統(tǒng)。將帶材微位移的變化值通過光通量的變化量來進(jìn)行變換和測量,該光通量變化量運用受光光敏電阻實現(xiàn)測量,以電阻大小表征,由于測量電阻誤差較大,所以受光光敏電阻再與同型號遮光光敏電阻接在電橋電路,這樣光通量的差動值通過橋路中的檢流信號表征,為了進(jìn)一步減小誤差,檢流信號直接接入轉(zhuǎn)換放大電路,以電壓信號輸出,輸出的電壓信號利用Arduino系統(tǒng)處理,并以二進(jìn)制計數(shù)顯示。最后利用擬合方法推導(dǎo)了微位移變化值與計算機(jī)二進(jìn)制計數(shù)的關(guān)系公式,從而實現(xiàn)帶材微位移的數(shù)字化測量。因為運用電橋平衡方法、放大電路和二進(jìn)制計數(shù),三個聯(lián)動環(huán)節(jié),所以提高了測量的準(zhǔn)確性。為其他物體微位移的測量提供了一種方法。 

【文章來源】：大學(xué)物理實驗. 2020,33(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

直流電橋測量原理電路圖

實驗儀器系統(tǒng)中,is即為圖1中通過檢流計A上的電流。輸出電壓可由電壓表測量出來,因為電壓表測量誤差較大,本文通過計算機(jī)數(shù)字化后以二進(jìn)制計數(shù)顯示。1.3 A/D轉(zhuǎn)換

儀器系統(tǒng)示意圖如圖3所示。主要包括光源,透鏡組,帶材,光電測量探頭(受光光敏電阻),電橋電路,轉(zhuǎn)換放大器和計算機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)系統(tǒng)主要包括Arduino板和ArduinoIDE軟件。工作原理:光源發(fā)出的光經(jīng)過透鏡1匯聚成平行光束后,經(jīng)透鏡2匯聚入射到光電測量探頭,當(dāng)帶材移入時,將有部分光線被帶材遮擋,從而使光敏電阻受照的光通量減少,光敏電阻的電阻值發(fā)生改變,電橋電路中檢流電流發(fā)生變化,這個電流再通過轉(zhuǎn)換放大電路輸出到Arduino板,最后在ArduinoIDE軟件支持的計算機(jī)顯示出輸出電壓變化值的二進(jìn)制計數(shù),從而得到微移動距離與計算機(jī)二進(jìn)制計數(shù)之間的關(guān)系[7,8]。其中,透鏡1、2分別安置在帶材正對位置的前、后方,帶材尺寸大于透鏡直徑(當(dāng)帶材全部擋光時,沒有光照射在光敏電阻上),帶材運動方向垂直于兩透鏡的同軸線。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]以電阻測量為例談師范生的普通物理實驗設(shè)計[J]. 張潞英,朱傳云,黃義清,陳國杰,李斌.  大學(xué)物理實驗. 2019(01)
[2]光通量變化對光電探測器信噪比影響研究[J]. 王晨曦,雷鳴,雷志勇.  國外電子測量技術(shù). 2019(01)
[3]大學(xué)物理實驗測量電阻原理比較及分析[J]. 張珠峰,任銀拴,韓璐,謝國亞,鐘波.  大學(xué)物理實驗. 2017(02)
[4]電橋法測量高電阻實驗研究[J]. 李昕旸,李朝榮,王鈺.  大學(xué)物理實驗. 2016(05)
[5]光電效應(yīng)伏安特性實驗改進(jìn)研究[J]. 王林香.  大學(xué)物理實驗. 2016(01)
[6]輸出電壓無非線性誤差的電橋電路傳感器[J]. 李興毅.  物理實驗. 2006(09)
[7]基于單片機(jī)的差動變壓器位移測量裝置的設(shè)計[J]. 白廣新.  船電技術(shù). 2004(02)
[8]靈敏電流計實驗中的溫差電效應(yīng)[J]. 董鍵.  物理實驗. 2001(03)



本文編號：3016551