电场强度的测量组员：
欧善锁200811404138
柳根江200811404135
彭良200811404136
马鹏祥200811404103
电场强度的测量
方法一、应变测量法
一、基本概念
1、电场：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，场强的方向与正检验电荷的受力方向相同。
2、电势：单位正电荷由电场中某点A移到参考点O（即零势能点，一般取无限远处或者大地为零势能点）时电场力做的功与其所带电量的比值。
二、原理图：
原理图如上所示：其中A是薄金属板，B、D是放大器，C是电容，E是电感，F是应变片（相对的必须是同时是拉或是压的应变片）。原理：金属板A之间本来就存在一个电场，当受到一个外部电场的作用原来的电场就会改变，通过放大器的作用，在通过应变片，由模数转化器和微处理器的一系列处理就可以送到LED显示器显示。
'E D
U
E ±=
、U 是电压，D 是金属片A 之间的距离。其中电容C 和电感E 的L 都是已知，E 也是常数。
方法二、球形法测量
电场强度测量仪由球形传感器，光导纤维数据传输线及接收机三部分组成．
球形传感器
传感器内部测量电路图
接收电路图
在接收螭光信号首先由光电二极管(PIN)转变为光电流，经FET互阻抗宽带低噪声放
大电路不失真放大．放大后的信号一方面进行同步信号的分离，同时进入采样保持和开关电
路还电出六个电压信号，它们分 4经射极跟随电路后通过减法器台成为三个方向的测量电 压V x =U x -U-x 、V y =U y -U-y 、V z =U z -U-z 。由三个模拟螭口输出．同时把这三个电压信
号作为8098单片机的A ／D 的输人，单片机对输入的基波电压进行采样计算，由液晶显示出 E x 、E y 、E z 和)(222z y x E E E E ++=
1.题义分析及解决方案 设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然后转换为照度（单位是勒克斯）显示在LED上； 校准照度测量器：在一定的光强度下，产生200数字量的电压，以此对应关系（照度—电压）将其它光强度转换为勒克斯值，显示在LED上。 1.1题义需求分析 1.1.1 光照强度测量仪的概念 通过使用某测量仪来测量某光照的强度，这种仪器就称为光照强度测量仪。仪器使用时先将某待测光源直接照射在测量仪的光照接收口（实验中为光敏电阻表面），然后在测量仪的可视化界面（实验中为LED）中观察结果值。 光照强度的国际单位（SI）为勒克斯，又称米烛光。1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯。可以标作勒［克斯］，简称勒。英为lux，简作lx。勒克斯是引出单位，由流明(lm)引出。流明则由标准单位烛光(cd)引出。 1.1.2光照强度测量仪的工作原理 测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出，供用户查看结果。 1.1.3从计算机角度解决问题 计算机通过PCI线与实验箱上的ES-PCI模块相连，充分利用实验箱上的各个模块完成，有：A3(片选)、B2(时钟)、B4(8255)、D3(光敏电阻)、G4(ADC0809)、G5(LED)以及ES-PCI。通过导线正确连接好电路。使用时光源直接照射在光敏电阻表面，结果（光照强度）显示在LED上。 1.1.4根据设计内容要求可知： 光敏电阻的特性：光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。 根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。将模拟电压通过AD转化器转换为数字电压，以便于计算机处理。然后再将数字电压转换成光照度。 使用STAR ES598PCI单板开发机设计一个应用接口芯片作为八个七段LED 数码管的输入口，接口可以使用8255A或8279。 编写程序实现八个LED数码管显示光照度值，该值为（根据采样得到的模拟电压转换得到的）数字电压对应的光照强度。 1.2.解决问题方法及思路 1.2.1硬件部分 程序设计中用到的硬件是光敏电阻、ADC0809、8255A和七段LED数码管。 提出问题：
变位斜齿轮满足公法线长度测量的有效齿宽的正确计算 (102400) 北京煤矿机械厂 周万峰 摘要不论斜齿轮变位与否,测量公法线长度用的有效齿宽都用同一个公式(b>W kn sin B)计算是不合理的。本文对此进行了剖析,并给出了正确的计算方法。 关键词变位斜齿轮公法线长度齿宽螺旋角 1 公式b>W kn sin B只适用于标准斜齿轮,对变位斜齿轮是不适用的 大家知道,测量斜齿轮的公法线长度时,轮齿必须有足够的宽度,否则公法线长度是无法测量的。目前不论斜齿轮变位与否,满足公法线长度测量的有效齿宽的计算式都采用 b>W kn sin B(1) 式中W kn——斜齿轮的公法线长度 B— —斜齿轮分度圆螺旋角 图2 输送量计算用断面图 令oD=p=R cos H1 2 oE=q=r cos H2 则盘槽圆弧方程 x21+(y1-p)2=R2(5) 物料堆积圆弧的方程 x22+(y2-q)2=r2(6) 令l=R sin(H1/2)=r sin H2(即A o) 则得物料断面面积 A= R2 2 sin H1+ R2H1 2 +2p R sin H1 2 + r2 2 sin2H2+r2H2+2qr sin H2(7) 2.3 计算输送量 将断面面积A与物料密度C及带速v相 乘可得输送量 Q=A C v(8) 3 设计步骤 从以上的分析计算可以看出,如果已知 输送机的输送量(由用户提出)及所输送物 料的特性,就能很快求出输送机的各种参数, 如带宽、气室盘槽的圆弧半径等,从而完成整 个输送机的设计。具体步骤概括如下: (1)根据所输送的物料确定物料密度 (t/m3)及物料堆积角,一般为5°～15°小于 物料的安息角; (2)选择合适的带速。 (3)由式(8)求出断面面积; (4)再由式(7)求出带宽。 在输送量、输送距离、倾角、物料特性等 已知条件下,确定了输送带带宽、带速后即可 算出整机运行阻力、轴功率及应配置的电机 功率,从而完成整机的设计。 作者简介 滕凯芝,33岁,工程师,毕业于上海交通大 学机械系,曾从事气垫带式输送机的设计研究,现在《起重 运输机械文摘》编辑部从事编辑工作。 (收稿日期:1998—08—23) ? 5 ?1998年第12期 煤 矿 机 械
光照强度测试电路 设计报告 学院：物理与信息技术学院 班级：2011级电子科学与技术班 成员：杨万宗
光照强度测试电路设计报告 引言 随着时代的进步和发展，传感器技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。传感器是将感受的物理量、化学量等信息，按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。 本设计题目是光敏电阻测量光照强度，用光照的强弱来改变光敏电阻的阻值大小，从而使输出电压值改变，通过测量输出电压值的大小就可以间接的测量光照的强度了。光照强度自动检测电路可以自动检测光照强度的强弱并显示给人们知道此时光照强度的强弱。该电路还可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该电路系统可以发出警报通知（红灯亮）或直接采取措施使光照强度限定在此范围内。人们可以通过看此电路装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。该设计可分为三部分：即光照采集检测部分、光照强度信号处理部分、光照强度显示部分。还可加上报警部分（蜂蜜器）。对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光的强弱到电阻值变化的信号转换，本设计电路各个部分电路的设计原理及功能都能实现，要求对各种基本的电子元器件，光敏电阻、电阻、二极管、电压比较器等熟悉，掌握Proteus 仿真软件，本设计具有有线路简单、结构紧凑、成本低等特点。 一、设计的基本思路和系统特点 光敏电阻的阻值随光照强度的不同而改变，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，光敏电阻所在支路的电流减小；反之，当光照强度减弱时，光敏电阻额阻值增大，所在支路的电流增大。 电压比较器一般有两个输入端，一个输出端，通过对输入端的两个电压进行比较，根据两个输入电压的大小关系经电压比较器运行后输出相对应的电压值。 发光二极管是能将电信号转化为光信号的电路元件，当二极管正接时，二极管会发光；若二极管反接，则不会发光。 在电压比较器的输入端利用光敏电阻调节输入电压的大小（不同光照强度时得到的输入电压会不同），与参考电压比较，通过电压比较器时在输出端就会得到不同的电压，而后用发光二极管进行测试，根据发光二极管是否发光判断光照强度的强弱。 二、电路工作原理和工作过程说明 1、工作原理：
电子电路实验3 综合设计总结报告 题目：数字式光照强度检测仪的 设计实现 班级：20110824 学号：2011082427 姓名：张希希 成绩： 日期：
一、摘要 本实验中采用光敏电阻为光传感器，利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。具体方法是将两路光敏电阻支路并联接入电路中，其中一路串接一固定电阻，另外一路分别串接电位器，利用光敏电阻值随光照强度变化的特性，使得电路的输出电压而变化。根据这一特性，结合光照强度和输出模拟电压之间的关系，分别对两路电压值进行采集得到某一光强度下对应的模拟电压，将模拟电压通过ADC0804模数转换器转换为数字电压，通过译码器使两位数码管将光强值显示出来，相应地控制点亮对应的小数点以显示光强的方位。 通过硬件的焊接、静态和动态调试，作品最终很好地实现了实验任务和要求，在近似无光照时数码管显示为0，正常工作时能检测两个不同方位的光强并通过两位数码管将最大数值显示出来，而两个小数点的不同组合显示对应方位。 关键词：光照强度；检测仪；设计实现 二、设计任务 2.1 设计选题 选题十三：数字式光照强度检测仪的设计实现 2.2 设计任务要求 用数码管显示光照强度；设置多个不同方向的光敏电阻，通过比较不同方向测得的光强数值判断光照方位，在数码管上显示其方位；将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数码管显示，误差范围为±3LUX（以白天室内日光灯的光照强度为标准定义为100LUX）；要求在黑暗中显示00（十六进制），室内光最大显示63（十六进制），用小数点显示光照方向。 1、光照传感器采用光敏电阻； 2、光强值显示采用数码管； 3、通过比较器实现光强方向的判断，若左侧光强大则数码管小数点亮，若右侧光强大则数码管小数全灭； 4、误差范围为±3LUX，数模转换器建议选用8位并行转换器件； 5、在无光照（即光敏电阻完全盖住）时，光强值显示为0； 6、在正午（即中午12点）室内日光灯开启时，光强值显示为63（十六进
日本CUSTOM照度计LX-1332D 特点：CUSTOM日本东洋计量株式会社昭和63年6月20日由佐藤有功社长创立,主要产品有400余种，例如：通用测量、环境计测、生活计测、计量、半导体计测、与工具关联的商品测量6个领域等等。高质量的计测，给全球环境的改善做出巨大的贡献。 可测到达200000勒克斯，及手动切换。 照度计的注意事项 1.照度计探头是玻璃材质，容易摔坏破损，同时使用时防水效果很差。 2.使用要求： ①光电池应用直线性好的硒(Se)光电池或硅(Si）光电池;长时间工作仍能保持 良好的稳定性,且灵敏度高;高E时选用高内阻的光电池,其灵敏度低而线性好,受强光照射不易受损 ②内付有V(λ)修正滤光片,适宜用异色温光源的照度,误差小 ③光电池前加一块余弦角度补偿器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大时, 光电池偏离余弦定则 ④照度计应工作在室温或接近室温下(光电池漂移随温度改变而发生改变） 照度计的定标： 定标原理： 使Ls垂直照射光电池→E=I/r2，改变r可得不同照度下的光电流值，由E与i的对应关系将电流刻度转换为照度刻度。 定标方法： 利用光强标准灯,在近似点光源的工作距离下,改变光电池与标准灯的距
离l,记录下各个距离下的电流计的读数,由距离平方反比定律E=I/r2计算光照度E,由此可以得到一系列不同照度的光电流值i,作光电流i与照度E的变化曲线,即为照度计的定标曲线由此可对照度计表盘进行分度即为照度计的定标影响定标曲线的因素： 光电池和电流计更换时需重新定标;照度计使用一段时间后应对照度计重新进行定标(一般一年内应检定1-2次);高精度的照度计可用光强标准灯进行检定;扩大照度计的定标量程可改变距离r,也可选用不同的标准灯,选用小量程的电流计。 3. 使用紫外线照度计需注意环境温度: 使用时，必须注意避免接收很强的光，因为光电管阴极长期暴露在强光下，会出现疲劳现象，使光电阴极发射不正常。所以在不用照度计时要盖好窗口的保护盖，另外紫外照度计工作的环境温度不能很高，也不能很低。尤其是采用热电效应元件做为接受器的紫外照度计，对环境温度的要求更是严格(一般在20℃);而用光电管GD-5做接受器时，对环境温度要求就不是很严格了，一般温度愈低愈好;以减少暗电流.另外在测量光源的辐射线时要垂直于接受器的窗口，如果倾斜时将产生很大的误差。此时需进行角度修正。 照度计在生活中的作用 照度与人们的生活有着密切的关系。充足的光照，可防止人们免遭意外事故的发生。反之，过暗的光线可引起人体疲劳的程度远远超过眼睛的本身。因此，不适或较差的照明条件是造成事故和疲劳的主要原因之一。现有统计资料表明，在所有职业劳动的事故中约有30%是直接或间接因光线不足所造成的。对体育场（馆）的光照要求是非常严格的，光照过强或过暗都会影响比赛的效果。 那么，人们居住的室内对照度的卫生学要求是如何呢？照度是在卫生学中一项十分重要的指标。光是指能引起人眼睛光亮感觉的电磁辐射，当光线进入眼睛后可产生的知觉称为视觉。人们所见的光是指可见光，其波长范围在380～760nm（纳米）之间。 目前采光可分为自然采光和人工光源两大类。自然采光是指室内和地区的天然照度，有直接的日光照散射光和周围物体的反射光，常用采光系数和自然照度表示。而采光系数是指采光口的有效面积与室内地面面积之比。一般住宅的采光系数在1/5～1/15之间，居住面积比在1/8～1/10之间（窗面积/室内地面面积）。自然照度系数是用于评价自然光的照度水平。它是反映室内的和同时从室外来的光照射关系。也反映出当地光气候（自然光能源和气候的阳光照度指标的总和）。 为保障人们在适宜的光照下生活，我国制定了有关室内（包括公共场所）照度的卫生标准。如在公共场所商场（店）的照度卫生标准≥100Lx；图书馆、博物馆、美术馆、展览馆台面照度的卫生标准≥100Lx；公共浴室照度卫生标准≥50Lx；浴室（淋、池、盆浴）≥30Lx，桑那浴室≥30Lx.国外有关室内照度的标准，如德国推荐几种额定光强，办公室包括文书工作区为300Lx，打字，绘图工作为750Lx；在工厂，生产线上的视觉工作的照度要求为1000Lx； 酒店、公共房间为200Lx；接待点、出纳柜为200Lx；商店的橱窗为1500～2000Lx；医院病房为150～200Lx，紧急治疗区为500Lx；学校、教室为400～
标准斜齿圆柱齿轮螺旋角β的测定齿轮模数摘要齿轮基本参数测定准确与否,会直接影响修后齿轮的正确安装、可靠使用和机床的正常运转。标准斜齿圆柱齿轮螺旋角β的测定是基本参数中难以测定的内容。标准斜齿圆柱齿轮螺旋角β的测定方法较多,下面笔者介绍两种用测得的其它参数来计算螺旋角β的方法,此方法更适合于小企业、一般修理车间,而且简单实用。已知齿数z,测定螺旋角β;已知齿数z1和z2,法面模数mn、中心距a、齿顶距B,测定螺旋角β。 关键词斜齿轮;螺旋角;测定 TH13A1673-9671-(xx)041-0144-01 在机床的修理过程中,经常会面临许多零件被磨损、损坏后,需要修复或重新更换的情况,如果没有需要更换零件的原设计图纸,便要有关技术人员对其进行测绘、计算,其中尤以齿轮的测绘、计算为复杂。遇上测绘、计算直齿圆柱齿轮的时候较多,但由于斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比,传动比较平稳、承载能力强、所产生的冲击、震动和噪声均较小,被广泛应用于高速、重载的传动中,因此斜齿圆柱齿轮的测绘、计算时不时的也会碰上。齿轮基本参数测定准确与否,
会直接影响修后齿轮的可靠使用和机床的正常运转。标准斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角β的测定是基本参数中难以测定的内容。 1两种测定斜齿圆柱齿轮螺旋角β的方法 把斜齿轮的分度圆柱面展开成一个长方形,如图1所示,其中影 线部分表示轮齿被分度圆柱面所截的断面,空白部分表示齿间。设斜 齿轮的宽度为b,分度圆周长为πd。分度圆柱面与轮齿齿面相贯所得的螺旋线,在将分度圆柱面展成平面后便成为一条斜直线,它与轴线 的夹角β就是斜齿轮分度圆柱面上的螺旋角。通常用螺旋角β来表示斜齿轮轮齿的倾斜程度。 对于要求精度不高的斜齿轮,要测定螺旋角β,通常采用在齿顶 圆上均匀地涂上少许印泥或墨水,然后在纸上滚印的方法;对于要求 测绘精确的斜齿轮,要测定螺旋角β,可用专用的齿向仪、工具显微镜、三坐标测量仪等直接测得,也可在铣床和滚齿机上测定螺旋角β。下 面笔者介绍两种用测得的其它参数来计算螺旋角β的方法,此方法更 适合于小企业、一般修理车间,而且简单实用。 1.1已知齿数z,测定螺旋角β 1.1.1齿数为偶数时
合肥学院 计算机科学与技术系 微型计算机原理与接口技术课程设计报告 2009～2010学年第一学期 课程微型计算机原理与接口技术 课程设计名称光照强度测量仪 学生姓名陈冠 学号0704032046 专业班级07级网络工程（2）班 指导教师龙夏、何力新 2010年3月
1.题义分析及解决方案 设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然后转换为照度（单位是勒克斯）显示在LED上； 校准照度测量器：在一定的光强度下，产生200数字量的电压，以此对应关系（照度—电压）将其它光强度转换为勒克斯值，显示在LED上。 1.1题义需求分析 光照强度测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出（即PC机和LED数码管显示），以供用户查看结果。 其中光敏电阻的特性是光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。将模拟电压通过AD转化器转换为数字电压，以便于计算机处理。然后再将数字电压转换成光照度。 1.2.解决问题方法及思路 1.2.1硬件部分 程序设计中用到的硬件是光敏电阻、ADC0809、8255A和七段LED数码管。 提出问题： （1）为什么接口使用8255A而不是8279? （2）为什么显示装置使用LED七段数码管而不是LCD?
课程设计报告 课程名称：智能仪器课程设计 题目：基于51单片机的光照强度
摘要 光敏电阻测光强度系统，该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。该设计可分为三部分：即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。还可加上照明部分。对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光强到电阻值的信号转换，再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。对输入信号处理后，就可以用来显示了。对于显示部分可利用数码管来显示，不同的光强对应于不同的数值，就能简单的显示出不同的光强了。本设计就是由单片机STC89C52RC芯片，AD采集模块，运算放大，和1602液晶为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机光照强度检测系统。该光照强度检测系统可以通过检测光照强度，使得光照在低于一定强度的时候让照明灯亮，是一种常用的测试仪器，它可以用在需要照明的各个地方，根据灯光的强弱，自动控制照明灯的开关，有力地节约了电力资源。 关键词：51单片机，，LM358，ADC0809,1602液晶，光敏电阻
目录 一、设计任务、要求 (3) 1.1 设计任务： (3) 1.2 设计要求： (3) 二、方案总体设计 (4) 2.1 方案一： (4) 2.2 方案二： (4) 2.3系统采用方案 (4) 三、硬件设计 (6) 3.1 单片机最小系统 (6) 3.2 液晶显示模块 (6) 3.3 系统电源 (7) 3.4 整体电路 (8) 四、软件设计 (10) 4.1 keil软件介绍 (10) 4.2程序流程图 (10) 五、仿真与实现 (12) 5.1 proteus软件介绍 (12) 5.2 仿真过程 (12) 5.3 实物制作与调试 (14) 5.4 使用说明 (16) 六、总结 (17) 6.1设计总结： (17) 6.2经验总结： (18) 七、参考文献 (19)
本科生毕业论文（或设计） （申请学士学位） 论文题目便携式光照强度检测仪系统的设计 作者姓名赵志强 专业名称自动化 指导教师刘立 2013年6月
学生：（签字）学号：2009210399 答辩日期：2013年6月16日 指导教师：（签字）
目录 摘要 (1) Abstract (1) 1 绪论 (2) 1.1 课题的选题背景及意义 (2) 1.2 国内外研究发展现状 (2) 1.3 课题的主要研究内容及章节安排 (3) 1.3.1 主要研究内容 (3) 1.3.2 章节安排 (3) 2 系统总体方案设计 (3) 2.1 光照强度对蔬菜种植、动物养殖、居室环境的影响 (3) 2.2 系统的任务和功能 (4) 2.3 系统总体结构设计 (4) 3 系统硬件电路设计 (5) 3.1 电源模块 (5) 3.2 单片机 (5) 3.3 采集模块 (7) 3.4 语音模块 (7) 3.5 时钟模块 (8) 3.6 串口通信模块 (8) 4 系统的软件流程图 (9) 5 实物的展示及性能测试分析 (11) 5.1 系统整体实物图 (11) 5.2 光强传感器模块实物图 (12) 5.3 彩屏模块实物图 (12) 5.4 系统测试及结果数据分析 (13) 结论 (13) 参考文献 (14) 附录1 便携式光照强度检测仪整体设计图 (15) 附录2 设备及元器件清单 (16) 附录3 系统主程序图 (17) 致谢 (20)
便携式光照强度检测仪系统的设计 摘要:随着现代生活和生产对光照强度的要求越来越严格，因而便携式光照强度检测仪具有广泛的应用前景。便携式光照强度检测仪系统是以单片机STC89C52RC和光强传感器为技术核心，由单片机最小系统、电源模块、时钟模块、串行通信模块、WTV020语音模块、光强传感器模块、电源模块、显示模块组成。主要通过单片机对光强的转换来实现整个系统的工作。实验测试表明，基本上实现了便携式光照强度检测仪系统的整体功能，可显示当前光照并语音播报当前光照强度。 关键词：单片机STC89C52RC；TSL2561光强传感器；WTV020语音模块 Design of the Portable Light Intensity Detector System Abstract:With the development of modern life and production, the light intensity is required more and more stricter, so that the portable light intensity detector has the widespread application prospect.Portable light intensity detector system is taken the single chip microcomputer (SCM) STC89C52RC as the core, including the smallest SCM system, power module, clock module, serial communication module, WTV020 module, voice light sensor module, power module, display module.The whole system work is realized by mainly the conversion of light intensity with SCM. The experimental tests show that the whole function of the portable light intensity detector system is basically realized and is displayed the current light and voice broadcast the light intensity. Key words:SCM; STC89C52RC; Sensor TSL2561 Light Intensity; WTV020 Voice Module
光照强度传感器说明书 目录 一、产品概述 (2) 二、适用范围 (2) 三、技术参数 (2) 四、功能特点 (3) 五、光源的依赖性 (4) 六、线色定义 (4) 七、固定方式 (5) 八、RS485/232 通讯协议 (5) 九、常见故障现象及解决方法 (7) 十、维护和保养 (8) 附：输出信号与光照强度对照表 (9) 用户意见反馈表 (10)
一、产品概述 光照强度传感器是我公司自主研 发、生产的一款测量光照强度的仪器，它 采用世界前沿光学技术、集光学与电子 信号输出为一体的高科技产品，能准确 测量各种热光源、微弱热光源、冷光源光 照亮度变化，通信传输精度可达 1LX。本产品外型美观、安装方便，灵敏度高、传输距离长，深受用户欢迎。 二、适用范围 本品可广泛用于环境、温室、实验室、养殖、建筑、高档楼宇、工业厂房等的光线强度测量。 三、技术参数 1、测量参数 量程范围: 0～200000Lux 测量精度：±5% 光谱范围：400～700nm（植物生长光谱敏感区域） 反应时间: < 1S 稳定时间：1S 2、电路参数 工作电压：普通型:12～24V(典型值 12V)， 静态功耗：约 5mA； 输出信号类型：□电压型0～2V；
□电流型 4～20mA； □RS485 通讯型(MODBUS)。 输出负载：电流型< 300Ω，电压型>2kΩ 工作温湿度:-20℃～55℃、35～85%RH（非凝露） 储存温度:－20～+70℃（储存时） 防护等级：IP65 线长：1 米 重量：210g 工作电流：静态时 5mA满值时 25mA 四、功能特点 该产品自投入市场以来，以其优异的质量，卓越的性能赢得广大用户的好评，具备以下特点： 1.体型小巧，安装方便，壳体密封性好； 2.测量精度较高，稳定性好； 3.接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性(峰值波长典型值:560nm)； 4.光源依赖性弱（白炽灯，荧光灯，卤素灯，白光 LED，日光 灯）； 5.精密过滤器通过 50Hz/60Hz 除光噪功能实现稳定的测定，受 红外线影响很小； 6.感光区域集中在 400~700nm 范围,适合植物自然光的照度 测量。
齿轮测绘方法 初涉齿轮测绘工作，看完这篇文章获益匪浅，大家一块分享！ 圆柱斜齿轮的测绘,难点就在测绘其分度圆螺旋角,对于变位圆柱斜齿轮而言,就更为复杂些,因为螺旋角与变位系数可以互相起补偿作用,若两轮同时更换就给测绘者带来了灵活性,但很多情况下都要求单配,这就给测绘工作带来了许多不便。本人结合多年的实践经验,总结了一套用公法线长度来算其法向模数,再用公法线长度及齿顶圆直径互推法来估算分度圆螺旋角及变位系数,最后再用滚齿机校验分度圆螺旋角,从而算出准确的参数的测绘方法,所得各种误差很小,满足斜齿轮单配的精度要求。 1 测绘原理要精确测量圆柱斜齿轮,首先必须了解需要单配的原斜齿轮的制造国家或地区,从而确定齿轮的标准是模数制还是径节制,并确定分度圆压力角α等。本文介绍的方法是根据模数制来进行计算和测量的,其步骤如下: (1 )数出原斜齿轮的齿数z。 (2 )设法测出其齿顶圆直径da 和齿根圆直径df,再按下式计算出齿全高。h =(da-df) / 2 (3)了解生产厂地,初步估计齿顶高系数h an、径向间隙系数c n 、分度圆法向压力角αn、齿轮侧隙种类及制造精度等级。 (4)测公法线长,计算出跨齿数k。k=αnz/ 1 80°+0 5 (1 )取大于或等于k的跨齿数试测其公法线,选择合适的跨齿数k,精确测出其公法线长,再测出跨齿数为k+1或k- 1的公法线长,算出极为迫近的法向模数。mn=(Wk + 1-Wk) /πcosαn 或mn=(Wk-Wk-1) /πcosαn (2 )因法向模数是标准值,从而可查表确定法向模数。 (5)初定齿顶变位系数,由齿全高公式算出Δyn。h=(2h an+c n -Δyn)mn (3) (6)估算螺旋角β假设变位系数x1=0 ,算出螺旋角β1。da=mnz/cosβ+2 (h an+x -Δyn)mn (4)(7)估算端面压力角αt 算出αt1tanαt=tanαn/cosβ (5)(8)推算变位系数x由公法线长度公式再推算出变位系数x2 ,但因公法线长度有制造公差(包括保证侧隙) ,所以公法线长度应是按公式 (7)进行补偿计算后的值。Wk=mncosαn <π (k- 0 5) +zinvαt+2xtanαn> (6)Wk=Wk 测+ESWm+0 5TWm (7)式中ESWm———公法线平均长度上偏差TWm———公法线平均长度公差(9)把以上算出的变位系数x2 再代入公式(4) ,算出新的螺旋角β3 ;由公式(5)算出αt3 ;由公式(6)再推出变位系数;如此反复验算,直到用所得的x与β算出的齿顶圆直径da 和公法线长度Wk 与所测值较接近为止。(1 0 )再由最后所得的β值算出较为迫近的分度圆直径d。d =mnz/cosβ (8)(1 1 )测绘校验利用滚齿机来校核β的精确性。①调整滚齿机,将分齿运动脱开,使工作台只有附加运动,滚刀轴也不转动,滚刀架作垂直运动。②把所测绘斜齿轮按滚齿方法安装在滚齿机的工作台上。③把百分表固定在滚刀架上使其测头触在分度圆d上,并垂直于齿面,百分表所压齿面如图所示。④起动机床,让刀架作垂直运动观察并记下百分表的读数变动量及其变动方向,如果百分表指针读数不变,说明差动挂轮传动比与齿轮的螺旋角β相一致。测量时,注意百分表测头不能松动,滚刀升降时,测头不能与相邻的齿顶相碰,否则百分表读数不准。螺旋角按表1进行修正计算,然后再按修正值重新搭配挂轮,用上述同样方法进行测量,直至百分表读数不变。表1被测斜齿轮的螺旋方向百分表读数(滚刀下降时)差动挂轮比值螺旋角修正计算公式中a的符号右加(压)表偏大-减表偏小+左加(压)表偏小+减表偏大- 螺旋角β的修正计算公式为:β=arctan <(btanβ'+a) /b> (9)式中a———百分表读数变动量b———测量时,滚刀架垂直移动距离β'———此挂轮的螺旋角测出螺旋角β后由公式(8)算出准确的分度圆直径d ;由公式(5)算出αt;再以齿顶圆、齿根圆直径和公法线长度来算变位系数。从而确定齿轮的正确参数。2 实例我厂外协某减速器中一斜齿轮轴的斜齿轮齿数为 1 6 ,右旋,两齿断裂,无备件,需单配。据了解该减速器是国内制造,测其齿顶圆直径为da测=1
标准斜齿圆柱齿轮螺旋角β的测定 摘要齿轮基本参数测定准确与否,会直接影响修后齿轮的正确安装、可靠使用和机床的正常运转。标准斜齿圆柱齿轮螺旋角β的测定是基本参数中难以测定的内容。标准斜齿圆柱齿轮螺旋角β的测定方法较多,下面笔者介绍两种用测得的其它参数来计算螺旋角β的方法,此方法更适合于小企业、一般修理车间,而且简单实用。已知齿数z,测定螺旋角β;已知齿数z1和z2,法面模数mn、中心距a、齿顶距B,测定螺旋角β。 关键词斜齿轮;螺旋角;测定 在机床的修理过程中,经常会面临许多零件被磨损、损坏后,需要修复或重新更换的情况,如果没有需要更换零件的原设计图纸,便要有关技术人员对其进行测绘、计算,其中尤以齿轮的测绘、计算为复杂。遇上测绘、计算直齿圆柱齿轮的时候较多,但由于斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比,传动比较平稳、承载能力强、所产生的冲击、震动和噪声均较小,被广泛应用于高速、重载的传动中,因此斜齿圆柱齿轮的测绘、计算时不时的也会碰上。齿轮基本参数测定准确与否,会直接影响修后齿轮的可靠使用和机床的正常运转。标准斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角β的测定是基本参数中难以测定的内容。 1两种测定斜齿圆柱齿轮螺旋角β的方法 把斜齿轮的分度圆柱面展开成一个长方形,如图1所示,其中影线部分表示轮齿被分度圆柱面所截的断面,空白部分表示齿间。设斜齿轮的宽度为b,分度圆周长为πd。分度圆柱面与轮齿齿面相贯所得的螺旋线,在将分度圆柱面展成平面后便成为一条斜直线,它与轴线的夹角β就是斜齿轮分度圆柱面上的螺旋角。通常用螺旋角β来表示斜齿轮轮齿的倾斜程度。 对于要求精度不高的斜齿轮,要测定螺旋角β,通常采用在齿顶圆上均匀地涂上少许印泥或墨水,然后在纸上滚印的方法;对于要求测绘精确的斜齿轮,要测定螺旋角β,可用专用的齿向仪、工具显微镜、三坐标测量仪等直接测得,也可在铣床和滚齿机上测定螺旋角β。下面笔者介绍两种用测得的其它参数来计算螺旋角β的方法,此方法更适合于小企业、一般修理车间,而且简单实用。 1.1已知齿数z,测定螺旋角β 1.1.1齿数为偶数时 齿顶圆直径da直接测出,为准确起见,应多测几次,取其平均值。再测量法面公法线长度Wkn、W(k-1) n,计算法面基圆齿距Pbn。 斜齿轮的公法线长度应在法面内计算和测量。图2所示为斜齿轮的端面参数,图3所示为其基圆柱面的展开图。
240 衍射光强分布实验 一、 实验目的 1、 观察单缝衍射现象，归纳总结衍射现象的规律和特点。 2、 测量单缝衍射相对光强分布和衍射角、缝宽等物理量。 二、 仪器设备 半导体激光器，光具座，可调狭缝，光电探头，数字检流计等。 三、 实验原理 光的衍射现象是光的波动性的一种表现，可分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射两类，菲涅耳衍射是近场衍射，夫琅和费衍射是远场衍射。产生夫琅和费衍射的条件，是光源和显示衍射图象的屏离衍射物（例如单缝）的距离要求视为无限远，即入射光和衍射光都是平行光。其实验光路如图1 所示，其中S 是波长为λ的单色光源，被放在透镜L 1的焦面上，单色光经透镜L 1后，形成一束平行光，垂直照射在单缝AB 上，通过单缝后的衍射光经透镜L 2会聚在其焦面（屏P ）上，于是在屏上呈现出明暗相间的衍射条纹。 图1 单缝衍射实验原理图 由惠更斯·菲涅耳原理可推得，单缝衍射图象的光强分布规律为 2 20 sin ?? I I = ， λ θ π?sin a = （1） 式中α为单缝的宽度，θ为衍射光与入射光间夹角——衍射角，λ为入射光波长，由公式（1）可知： 1、当0=θ 时，0I I =，这就是与光轴平行的光线会聚点（中央明条纹的中心点P 0处）的光强，是衍射图象中光强的极大值，称为中央主极大。
241 2、当λθk a =si n （ k ＝＋1，＋2…）时则πμk =，0=I 即为暗条纹，与此衍射对应的位置为暗条纹的中心，实际上θ角很小，有θθsi n ≈，因此暗纹出现的条件为 图2 单缝衍射光强分布 根据（1）式，作 θsin ~/0I I 图，可得图2所示单缝衍射的相对光强分布曲线，通过分析，我们可知单缝衍射有如下几个特点： 1、中央明条纹的宽度由1±=k 的两个暗条纹的衍射角所确定，即中央明条纹的角宽度为αλθ2=?，其余各级明条纹角宽度αλθ=?，所以中央明条纹宽度是其他各级明条纹宽度的2倍。 2、衍射角θ与缝宽α成反比，缝加宽时，衍射角减小，各级条纹向中央收缩。当缝宽α足够大（λ>>a ）时，衍射现象不明显，从而可以忽略不计，将光看成是沿直线传播的。因角θ很小，可算得狭缝的宽度为 b L λα= （3） 3、对于任意两条相邻暗条纹，其衍射角的差值为αλθ=? ，即暗条纹是以P 点为中心等间隔地向左右对称地分布的。 4、位于两相邻暗条纹之间的是各级明条纹，它们的宽度是中央明条纹宽度的一半，这些明条纹的光强最大值称为次极大。通过计算这些次极大的位置如用衍射角表示分别为 a λθ43.1±=、a λ46.2±、a λ47.3± (4)
课程设计Ⅳ 题目光照强度检测装置 学生姓名学号 所在学院 专业班级 指导教师 __ 完成地点 合作者 2014年1 月5 日 目录
1.课题的意义、目的 (4) 1.1课题的意义4 1.2课程设计目的4 2.光照检测装置硬件电路设计 (6) 2.1总体方案设计6 2.2 单片机的选择6 2.3单元电路的设计7 2.3.1光敏电阻电路7 2.3.2晶振电路和复位电路8 2.3.3数模转换电路8 2.3.4报警电路9 2.3.5显示电路9 3.光照检测装置软件设计 (10) 3.1软件主程序1 3.2 显示程序11 3.3 报警程序12 4.电路仿真调试 (13) 5.总结与心得 (14) 附录 (14) 源程序 (15) 摘要
该数字式光照强度检测仪以STC89C52单片机和模数转换为技术核心，具体由单片机最小系统、A/D模数转换模块、光照强度检测模块、输出模块和数码管显示模块组成。在本系统的设计中,利用光敏电阻阻值随光强的变化特性来检测光强,采用单片机控制输出模块和数模转换芯片依次测量不同的光照强度,并通过编程处理数据进行光强的比较,最后通过数码管显示检测结果，过低或者过高将会使报警电路蜂鸣。总之,通过对电路的设计和实际装调,最终基本实现了基于单片机的数字式光照强度检测仪的整体功能,可显示最大光照强度。 关键字：STC89C52单片机：模数转换；光敏电阻；报警
1.课题的意义、目的 1.1课题的意义 本系统是一个基于单片机的数字式光照检测仪，通过数码管显示光度。以89C52单片机为核心，控制A/D芯片采集数据，辅以数码管、数据选择器等器件，实现功能。 本系统采用光敏电阻采集光照强度信息。光照强度直接反映在光敏电电阻阻值上，进而反映在光敏电阻两端的电压值上。然后通过单片机控制A/D模数转换对电压信号进行采集,经换算后通过数码管显示光强强度。 本设计适当地利用了光敏电阻的特性以及单片机的强大的运算控制功能，实现了光照强度的检测，并在数码管上显示。本系统充分利用了现有资源，结构合理，性能稳定，成本低，满足题目要求。 加强对单片机的学习和认识，正确运用所学单片机的理论知识，将理论与实际相结合，单片机在我们的生活中得到越来越广泛的应用，单片机注定影响一个时代，只要存在计算机的地方就会有他的存在，学好单片机对今后的学习与工作有很多益处。 1.2课程设计目的 采用光敏电阻为光传感器，利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。设计目的如下： 1.对于光照强度的检测结果能够处理后在液晶屏上显示（光照过强、光照强、光照一般、光照弱）；
照度计的测试原理和方法 1．照度的测试原理 照度是受照平面上接受的光通量的面密度。照度汁是用于测量被照面上的光照度的仪器，是光照度测量中用得最多的仪器之一。 2．照度计的结构原理照度计由光度头（又称受光探头，包括接收器、V（λ）对滤光器、余弦修正器）和读数显示器两部分组成。其结构见图1。 图1 照度计的结构原理图 四、测量步骤和方法 在工作房间内，应该在每个工作地点（如书桌、工作台）测量照度，然后加以平均。对于没有确定工作地点的空房间或非工作房间，如果单用一般照明，通常选 0.8m 高的水平面测量照度。将测量区域划分成大小相等的方格（或接近方形），测量每个方格中心的照度Ei，其平均照度等于各点照度的平均值，即 式中E av ——测量区域的平均照度，lx； E i ——每个测量网格中心的照度，lx； N——测点数。
照度均匀度是指规定表面上的最小照度与平均照度之比，即： 式中E min ——指所测表面上的最小照度，lx。 本实验中，可以房间所布置的测点面为指定表面，最小照度可认为所测点中的最小照度值。 测量房间每个方格的边长为lm，大房间可 式中E av ——测量区域的平均照度，lx； E i ——每个测量网格中心的照度，lx； N——测点数。 照度均匀度是指规定表面上的最小照度与平均照度之比，即： 式中E min ——指所测表面上的最小照度，lx。 本实验中，可以房间所布置的测点面为指定表面，最小照度可认为所测点中的最小照度值。 测量房间每个方格的边长为lm，大房间可取2 -4 m 。走道、楼梯等狭长的交通地段沿长度方向中心线布置测点，间距1 -2 m ；测量平面为地平面或地面以上 150mm 水平面。 测点数目越多，得到的平均照度值越精确，不过也要花费更多的时间和精力。如果E av的允许测量误差为±10%，可以用根据室形指数选择最少测点的办法减少工作量，两者的关系列于表1。若灯具数与表给出的测点数恰好相等，则必须增加测点。 表1 室形指数与测点数的关系 式中L、W为房间的长和宽，h r为由灯具至测量平面的高度。 当以局部照明补充一般照明时，要按人的正常工作位置来测量工作点的照度，将照度计的光电池置于工作面上或进行视觉作业的操作表面上。 发光强度单位坎德拉在物理学上是如何定义的？ 1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍： 名称单位符号定义 光强度cd
光光照强度测量仪 合肥学院 计算机科学与技术系 微型计算机原理与接 口技术课程设计报告 2009,2010 学年第一学期 课程 微型计算机原理与接口技术 课程设计名称 光照强度测量仪 学生姓名 陈冠 0704032046 学号 专业班级 07 级网络工程(2)班 指导教师 龙夏、何力新 2010 年 3 月 1.题义分析及解决方案 设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然 后转换为照度(单位是勒克斯)显示在 LED 上; b5E2RGbCAP 校准照度测量器:在一定的光强度下，产生 200 数字量的电压，以此对应关系(照度—电 压)将其它光强度转换为勒克斯值，显示在 LED 上。 1.1 题义需求分析 p1EanqFDPw 光照强度测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。光敏电阻值随受到的光照强度的变化 而变化(光照强度越大，电阻值越小)。将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻 值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。根据电压-光照 度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出(即 PC 机和 LED 数码管 显示)，以供用户查看结果。 DXDiTa9E3d 其中光敏电阻的特性是光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越 强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压 之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。将模拟电压通过 AD 转化器转换为数 字电压，以便于计算机处理。然后再将数字电压转换成光照度。 RTCrpUDGiT 1.2.解决问题方法及思路 1.2.1 硬件部分 程序设计中用到的硬件是光敏电阻、ADC0809、8255A 和七段 LED 数码管。 提出问题: (1)为什么接口使用 8255A 而不是 8279? (2)为什么显示装置使用 LED 七段数码管而不是 LCD? (3)为什么选用光敏电阻? 解决问题: 1.2.1.1 接口芯片选用 8255A 而不是 8279 是由于 8255A 在本程序中使用软件控制很容易 实现且不需要用到小键盘，具体如表 1—1 所示。 5PCzVD7HxA
LED光强分布测试仪 LED光强分布测试仪LED可自动沿竖直轴自动转动，沿水平轴手动转动，可绘制三维光强分布图（极坐标或直角坐标）；光束角和正反向电性能的分析测量，内置恒流源。受光面尺寸1cm2标准级（CIE Class A）光度探测器，完全符合最新ISO/CIE国际标准要求。LED光强分布测试仪功能 ?可按照CIE127 A/B条件，IEC61341标准相关要求测量LED器件、模块等的发光强度、空间光强分布曲线、中心光强、光束角、部分光通量等光度参数。 LED光强分布测试仪技术参数 ?(1) 正向电流IF的测量范围: 0.10mA～2000.0 mA (2) 正向电压VF的测量范围: 0.001V～15.000V (3) 反向漏电流IR的测量范围: 0.10μA～100.00μA (4) 正向电压VF的测量范围: 0.001V～15.000V (5) 电性能精度：±0.2级 (6) 预热时间：0 ms～9999ms (7) 光强：10mcd～200cd (8) 扫描范围、扫描间隔多档可选 (9) 配不同辐射度测量可实现红外、辐射强度的测量（选项） (10) 曲线功能：三维光强/辐射强度分布曲线（极坐标或直角坐标）；电压 -光强/辐射强度曲线；光电参数测试；光强/辐射强度-时间曲线。 LED光强分布测试仪特点 ?受光面尺寸1cm2标准级（CIE Class A）光度探测器，完全符合最新ISO/CIE国际标准要求。
可选配不同辐射强度测量探头实现、紫外LED的辐射强度随角度分布曲线的配光测试。 精密LED机械定位装置，精密一体化设计中心对准系统，测试条件完全符合CIE pub.No.127条件A或B。 LED可自动沿竖直轴自动转动，沿水平轴手动转动，可绘制三维光强分布图（极坐标或直角坐标）及配光曲线；光束角和正反向电性能的分析测量，内置。