本文關鍵詞：高精度照度計的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 在建筑、影視和醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)中，照度的測量是很常見的，而且要求測量的精度很高。本文設計了一種具有自動量程轉換功能、測量精度高、成本低的數(shù)顯照度計。 本系統(tǒng)是以單片機AT89C51為核心部件的測量系統(tǒng)，它包括信號采集、信號放大、A／D轉換、液晶顯示、鍵盤和RS-232通信接口部分。 首先，本文選用了光譜響應范圍寬，，響應時間短，光電轉換效率高、PN結面積大的的硅光電池作為照度計的光電轉換的探頭，并把它做成一個單獨的光探頭，并加了V(λ)濾光器和余弦修正器，與機身分離，更加適應余弦定律，提高了測量的精度和范圍。其次，本文重點做了以下工作：(1)光電轉換前置放大電路的設計：為了提高照度計的測量準確度，確保光電間的線性關系，本設計把運算放大器接成電流電壓變換器的形式，一方面可得到零負載效應；另一方面，短路電流通過反饋電阻變成電壓量，實際效果相當于流過一個負載電阻形成的壓降。(2)自動量程轉換電路的設計：由于可見光照射硅光電池時產(chǎn)生的光電流范圍太大，為了保證A／D轉換的精度。本設計選用通道電阻很小的MAXIM公司生產(chǎn)的4602模擬開關來實現(xiàn)量程之間的切換，量程切換由單片機控制。(3)顯示電路的設計：本系統(tǒng)選用TC1602A液晶顯示模塊，液顯不影響照度值的測量而LED顯示時本身要發(fā)光對照度的測量有很大的影響。(4)標度變換方式的選擇：本系統(tǒng)采用了軟件控制，克服了硬件控制費用高、占用線路板面積大，被標度變換的信號不很準確，阻值受溫度、濕度等環(huán)境的變化而漂移的缺點。最后，提出了影響照度計性能的抗干擾的具體方法和措施。 通過實驗測試，本系統(tǒng)設計合理，其測量范圍、分辨率、光譜響應誤差基本上達到了設計的要求。
【關鍵詞】：硅光電池 量程轉換 A/D轉換 單片機
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 本課題的研究背景和意義9
• 1.2 照度計的現(xiàn)狀和發(fā)展方向9-10
• 1.3 課題研究內(nèi)容及特點10-12
• 2 照度計的工作原理12-21
• 2.1 光度學中的基本量12-13
• 2.2 照度計的工作原理13-18
• 2.2.1 照度測量的方法13-14
• 2.2.2 照度計的余弦校正14-16
• 2.2.3 照度計的定標校正16-18
• 2.3 照度計的基本特性及誤差的定量表述18-21
• 2.3.1 光譜響應度18-19
• 2.3.2 溫度特性19
• 2.3.3 照度計的響應值對余弦定則的偏離19-21
• 3 高精度照度計硬件系統(tǒng)設計21-48
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體設計方案21
• 3.2 光電傳感器的選型21-26
• 3.2.1 硅光電池的工作原理21-22
• 3.2.2 硅光電池的基本特性與參數(shù)22-26
• 3.3 光電轉換與信號前置放大模塊26-29
• 3.3.1 電路的設計26-29
• 3.3.2 運放選型29
• 3.4 自動量程轉換電路29-32
• 3.4.1 設計原理29-30
• 3.4.2 工作原理及主要元器件簡介30-32
• 3.5 A/D轉換電路32-36
• 3.5.1 MAX1132芯片介紹32-34
• 3.5.2 MAX1132與單片機的接口34-36
• 3.6 AT89C51單片機介紹36-42
• 3.6.1 AT89C51芯片36-40
• 3.6.2 AT89C51串口工作過程40-42
• 3.7 液晶顯示模塊42-44
• 3.7.1 液晶模塊選型42-43
• 3.7.2 液晶模塊接口電路43-44
• 3.8 鍵盤接口電路44-45
• 3.8.1 鍵盤工作原理44
• 3.8.2 獨立聯(lián)接式非編碼鍵盤44-45
• 3.9 串行通信接口的設計45-48
• 3.9.1 RS-232通信接口45-46
• 3.9.2 串行通信接口電路設計46-48
• 4 高精度照度計系統(tǒng)軟件設計48-56
• 4.1 單片機程序編制的方法介紹48-49
• 4.2 軟件編程的實現(xiàn)49-56
• 4.2.1 量程轉化軟件的實現(xiàn)方法49-50
• 4.2.2 A/D轉換軟件的實現(xiàn)方法50-52
• 4.2.3 標度變換軟件的實現(xiàn)方法52-54
• 4.2.4 鍵盤中斷子程序的設計54-55
• 4.2.5 串行口中斷子程序的設計55-56
• 5 高精度照度計的抗干擾設計56-59
• 5.1 干擾的分類及抗干擾的幾大原則56
• 5.2 系統(tǒng)硬件抗干擾設計56-57
• 5.3 系統(tǒng)軟件抗干擾設計57-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-62
• 附錄A 照度計的總電路原理圖和PCB板62-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況64-65
• 致謝65-66

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王俊;王昊;應鵬;金仲和;;四象限差動式模擬太陽敏感器設計[J];傳感技術學報;2012年12期

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8 王瀟;CF-LCoS微型投影光引擎圖像自動校正技術的研究[D];浙江大學;2013年

  本文關鍵詞：高精度照度計的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：317168