本文選題：楊氏模量　切入點(diǎn)：反射式　出處：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：楊氏模量作為一種表示固體材料性質(zhì)的基本力學(xué)參數(shù),是工程設(shè)計(jì)中材料選擇的重要依據(jù)之一�？梢哉f,對于材料楊氏模量值的測量在科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中都具有重要意義。楊氏模量測量實(shí)驗(yàn)是一個(gè)相對綜合的實(shí)驗(yàn),許多學(xué)校將楊氏模量測量實(shí)驗(yàn)設(shè)為物理實(shí)驗(yàn)課程中的必做實(shí)驗(yàn),使得學(xué)生能夠掌握相關(guān)知識(shí)及技能。目前,楊氏模量測量實(shí)驗(yàn)儀的種類繁多,這些實(shí)驗(yàn)儀基于不同的原理進(jìn)行測量,它們針對不同的測量條件,具有各自不同的特點(diǎn)。本文以光纖位移傳感器系統(tǒng)為研究對象,提出并研制了一種基于反射式光纖位移傳感器的楊氏模量測量實(shí)驗(yàn)儀,給出利用光纖位移傳感器測量金屬絲微小形變量的一種新方法。本文主要研究的內(nèi)容包括:(1)文章簡要介紹了楊氏模量的基本概念,討論了楊氏模量實(shí)驗(yàn)儀的主要分類及其測量方法。(2)介紹了光纖傳感器的基本理論,詳細(xì)介紹了反射式光纖位移傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及其特性。研究了光纖位移傳感器系統(tǒng)的主要器件,包括光纖傳感器系統(tǒng)的光源分類及特點(diǎn),光電探測器的基本工作原理、分類及特點(diǎn)。(3)根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)條件對光纖傳感器系統(tǒng)的器件進(jìn)行了選擇、分析。并研究了光源的驅(qū)動(dòng)電路和光電探測器的信號(hào)放大電路。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,對主控芯片的功能、特點(diǎn)以及通信接口電路進(jìn)行了分析、研究。(4)研究了實(shí)驗(yàn)儀的上位機(jī)與下位機(jī)軟件部分,通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)下位機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和發(fā)送功能,以及上位機(jī)的數(shù)據(jù)處理和顯示功能。(5)搭建楊氏模量測量實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對金屬絲的微小伸長量進(jìn)行測量,獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過上位機(jī)處理獲得金屬絲的楊氏模量值。通過對實(shí)驗(yàn)儀的測試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,驗(yàn)證了方案的可行性。這種新研制的實(shí)驗(yàn)儀前期裝置調(diào)整步驟比較少、操作比較方便。能夠使學(xué)生在測量楊氏模量的同時(shí)也學(xué)習(xí)了光纖位移傳感器的相關(guān)知識(shí)。
[Abstract]:As a basic mechanical parameter representing the properties of solid materials, Young's modulus is one of the important bases for material selection in engineering design. The measurement of Young's modulus is of great significance in both scientific research and engineering design. Many schools set the Young's modulus measurement experiment as a required experiment in the physics experiment curriculum, enabling students to master relevant knowledge and skills. At present, there are a wide variety of Young's modulus measuring instruments. These experimental instruments are based on different principles, and they have different characteristics according to different measuring conditions. In this paper, the optical fiber displacement sensor system is taken as the research object. An experimental instrument for measuring Young's modulus based on reflective optical fiber displacement sensor is proposed and developed. A new method for measuring the tiny shape variables of wire by using optical fiber displacement sensor is presented. The main research contents in this paper include: 1) the basic concept of Young's modulus is briefly introduced in this paper. The basic theory of optical fiber sensor is introduced, and the structure of reflective optical fiber displacement sensor is introduced in detail. The main components of the optical fiber displacement sensor system, including the classification and characteristics of the light source of the optical fiber sensor system, the basic working principle of the photodetector are studied. According to the actual experimental system conditions, the optical fiber sensor system devices are selected and analyzed. The driving circuit of the light source and the signal amplification circuit of the photodetector are studied. According to the experimental requirements, the functions of the main control chip are analyzed. The characteristics and the communication interface circuit are analyzed. The software part of the upper computer and the lower computer of the experiment instrument is studied. The data conversion and transmission function of the lower computer is realized by the software design. And the data processing and display function of the upper computer. 5) to set up the experimental platform of Young's modulus measurement, to measure the tiny elongation of wire, The experimental data are obtained. The Young's modulus of the wire is obtained by the upper computer processing. The feasibility of the scheme is verified by the test and analysis of the experimental results. Easy to operate. Students can measure Young's modulus and learn about optical fiber displacement sensors.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH87;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1564223