傅立叶光学实验报告
实验报告
陈杨PB05210097物理二班实验题目：傅里叶光学实验
实验目的:
加深对傅里叶光学中的一些基本概念和理论的理解?验证阿贝成像理论?理解透镜成像过程?掌握光学信息处理的实质?进一步了解透镜孔径对分辨率的影响。
实验原理:
1.傅里叶光学变换
F(u,v),,{f(x,y)},f(x,y)ex p[,i2,(ux
二维傅里叶变换为：
',,xf,x,,,f,,,,'y,,f,y,,f,,,,1gxFaff()[(,)],xy( 1 )
里叶变换可以用透镜来实现?叫光学傅里叶变换。 2.阿贝成像原理
由于物面与透镜的前焦平面不重合?根据傅立叶光
学的理论可以知换，频谱，?不过只有一个位相因
子的差别?对于一般情况的滤波处理可以不考虑。这个光路的优道在透镜的后焦平面上得到的不是物函数的严格的傅立叶变点是光路简单?是显微镜物镜成像的情况一可以得到很大的象以便于观察?这正是阿贝当时要改进显微镜的分辨本领时所用的光路。
3.空间滤波
根据以上讨论：透镜的成像过程可看作是两次傅里叶变换?即从空间
,vy)]dxdy,.
,复杂的二维傅
aff(,)gxy(,)gxy(,)xy 函数变为频谱函数?再变回到空间函数?如果在频谱面
上放一不同结构的光阑?以提取某些频段的信息?则必然使像上发生相应的变化?这样的图像处理称空间滤波。
实验内容:
1. 测小透镜的焦距f1 , 付里叶透镜f2=45.0CM,.
光路:直角三棱镜?望远镜,倒置,, 出射应是平行光,?小透镜?屏。,思考:如何测
焦距,,
夫琅和费衍射:
光路:直角三棱镜?光栅?墙上布屏,此光路满足远场近似, ,1, 利用夫琅和费衍射测一维光栅常数,
光栅方程:dsin 0 =k X其中,k=0,?1, ?2, ?3, … 请自己选择待测量的量和求光栅常数的方法。, 卷尺可向老师索要, 记录一维光栅的衍射图样、可看到哪些级记录0 级、?1级、?2级光斑的位置,
,2, 记录二维光栅的衍射图样.
3. 观察并记录下述傅立叶频谱面上不同滤波条件的图样或特征, 光路: 直角三棱镜?光栅?小透镜?滤波模板,位于空间频谱面上,?墙上屏
思考:空间频谱面在距小透镜多远处,图样应是何样, ,1, 一维光栅:, 滤波模板
自制?一定要注意戴眼镜保护, 可用一张纸?一根针扎空来制作?也可用其他方法
a. 滤波模板只让0 级通过;
b. 滤波模板只让0、?1级通过;
c. 滤波模板只让0、?2级通过;
,2, 二维光栅:
a.滤波模板只让含0级的水平方向一排点阵通过，
b.滤波模板只让含0级的竖
直方向一排点阵通过,
c.滤波模板只让含0级的与水平方向成450—排点阵通过，
d.滤波模板只让含0 级的与水平方向成1350一排点阵通过. 4. “光”字屏滤波
物面上是规则的光栅和一个汉字“光”叠加而成?在实验中要求得到如下结果
a.如何操作在像面上仅能看到像面上是横条纹或竖条纹?写出操作过程
b. 如何操作在像面上仅能看到像面上是空心“光”?写出操作过程
实验数据处理:, 详细见原始数据,
1. 小透镜的焦距
按照实验内容中的光路图排好光路?在透镜后调节屏的位置。因为入射透镜的是平行光?所以光束透过透镜后应在焦点汇聚。当屏上的光点最清晰最小最亮时?便可认为此时屏处于透镜焦点位置。小透镜的焦距(cm) 12.3 12.6 12.6 三次测量结果取平均: 12.5 cm
2.利用夫琅和费衍射测一维光栅常数,入=6328?,
1,在屏上可以看到一维光栅的衍射图样?图样特征为：可以观察到
水平方向的一列点阵。共可观察到9级。0级点最亮?奇数级较偶数级更亮?
奇数级和偶数级点亮度都随级数的增加而渐弱。2, 测量点阵中各孔的位置。以0
级点为原点?量出各级点到0级点的距离
K级条纹到中心距离为：
K -3 -2 -1 0 1 2 3 S/mm -6.0 -4.0 -2.0 0 2.0 4.0 6.0
11则SSScm,，,，,()(1.121.13)1.12 1111222
11 SSScm,，,，,()(2.242.25)2.24 1212222
11 SSScm,，,，,()(3.363.37)3.36 1313222
S1.12,21 则,,,,,, ，sin1.601011l70.00
S2.24,22 ,,,,,, ，sin3.201022l70.00
S3.36,23,,,,,, ，sin4.801033l70.00
dksi n,,,由得:
k,d,si n,k
,9 , 632.810,,5dm,,, , 3.96101,2sin1.610 , ,1 ,922632.810 , , ,5,dm,,,,
3.96102,2sin3.210 , 2,
,933632.810 ,, ,5,dm,,, , 3.96103,2sin4.810 , 3,
,,ddd,5123dm,, , 3.9610 则 3
5.傅立叶频谱面上不同滤波条件的图样或特征
(1) 一维光栅成像
a.在滤波板上扎0级亮点时?像平面上有一花形亮斑?无条纹。
,1b.在滤波模板上扎0?级亮点时?像平面上有一花形亮斑?亮斑上有许多竖 条纹。
,1,2c.在滤波模板上扎0?? 级点时?像平面上有一花形亮斑?亮斑上有许多 竖条纹比b 中清晰。
原因分析:水平方向扎一排点?可保证水平方向全透过。
(2)二维光栅成像 a.滤波模板上扎0级亮点时?像平面上有一花形亮斑
,1b.扎水平方向0,级亮点时?花形亮斑上竖直方向有条纹。
,1c.扎竖直方向0,级亮点时?花形亮斑上有水平方向条纹。
d.扎方向0,级亮 ,1
e.扎方向0,级亮点时?花形亮斑上有条纹。13545
原因分析：在某一方向扎n 个孔时?会使此方向光全通过?进而使其垂直方向 有条纹。
(3) “光”字屏滤波
a.只放透镜时?在像平面上有“光”字?被正交条文盖着。
b.用一滤波模板 ?在中间亮点扎一足够小的孔后?条纹会消失。
C.扎中间一行亮点时?“光”上
只剩竖条纹。 点时?花形亮斑上有条纹。
,145135
O
d. 扎中间一竖列亮点时?“光”上只剩横条纹。
原因分析：其原理大致同于第四步第⑵ 问。
思考题:
1、在实验内容,1,中如果挡掉零级光斑?让所有高级衍射光斑透过?在象平面
得到的像是什么样的,分析以下情况a.光栅透光缝av光栅周期d/2?b.光栅透光缝&>光栅周期d/2?C.光栅透光缝&=光栅周期d/2。
答：(a)当avd/2时?能观察到零级光斑。
(b)当a>d/2时?不能观察到零级光斑。
(C)当a=d/2时?能观察到零级光斑。
2、说明实验实例，2,中如果正交光栅的周期为0.01毫米?透镜的焦距为300
毫米?照明光的波长为633纳米?求低通滤波器的直径最大为多少，
,9dffcm,,
,,,22633103001003.798,答：x
所以最大直径应为3.798cm。
一、选择题（每题2分，共40分） 1．三角函数可以用来表示光瞳为________________的非相干成像系统的光学 传递函数。 A 、矩形 B 、圆孔 C 、其它形状 2．Sinc 函数常用来描述________________的夫琅和费衍射图样 A 、圆孔 B 、矩形和狭缝 C 、其它形状 3．高斯函数)](exp[22y x +-π常用来描述激光器发出的________________ A 、平行光束 B 、高斯光束 C 、其它光束 4．圆域函数Circ(r)常用来表示________________的透过率 A 、圆孔 B 、矩孔 C 、方孔 5．卷积运算是描述线性空间不变系统________________的基本运算 A 、输出-输入关系 B 、输入-输出关系 C 、其它关系 6．相关（包括自相关和互相关）常用来比较两个物理信号的________________ A 、相似程度 B 、不同程度 C 、其它关系 7．卷积运算有两种效应，一种是展宽，还有一种就是被卷函数经过卷积运算，其细微结构在一定程度上被消除，函数本身的起伏振荡变得平缓圆滑，这种效应是________________ A 、锐化 B 、平滑化 C 、其它 8互相关是两个信号之间存在多少相似性的量度。两个完全不同的，毫无关系 的信号，对所有位置，它们互相关的结果应该为________________ A 、0 B 、无穷大 C 、其它 9．周期函数随着其周期逐渐增大，频率（即谱线间隔）________________。 当函数周期变为无穷大，实质上变为非周期函数，基频趋于零 A ．愈来愈小 B 、愈来愈大 C 、不变 10．圆对称函数的傅立叶变换式本身也是圆对称的，它可通过一维计算求出， 我们称这种变换的特殊形式为________________。这种变换只不过是二维傅立叶变换用于圆对称函数的一个特殊情况
实验报告 （理工类） 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心
一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工：（5分） 三、设计方案：（整个系统工作原理和设计）（20分） 1、功能分析 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务： （1）、完成工业生产上主要焊接任务； （2）、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作； （3）、完成加工工件的夹持、送料与转位任务； （5）、对复杂的曲线曲面类零件加工；（机械手式数控加工机床，如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案，起辅助软体为powermill，本身为DELCAM公司出品）
无损混凝土检测技术实验报告 班级: 组号: 姓名: 指导教师: 2015年6月3日
目录 实验一、混凝土配制实验 (2) 实验二、回弹法检测混凝土的强度 (3) 实验三、超声法检测混凝土强度 (6) 实验四、综合法检测混凝土的强度 (9) 五、实验总结与分析 (11) 参考文献 (12)
学生实验守则 1.实验前必须预习有关实验指导书，了解实验内容、目的和方法， 并写出预习报告。否则，不得进行实验； 2.学生进入实验室，不得大声喧哗、打闹，应严格遵守实验室各项 制度； 3.实验室内各种仪器设备未经有关人员同意，不得任意动用； 4.使用仪器设备应严格遵守操作规程，发现异常现象立即停止使用， 并及时向指导教师报告。因违反操作规程（或未经允许使用）而造成设备损坏，按学校规定处理； 5.实验时应严肃认真，亲自动手，并及时记录和整理实验数据。实 验结束，应将实验结果交指导教师审阅； 6.实验完毕，应将仪器设备擦洗、整理，清扫地面，经指导教师同 意后，方可离开； 7.实验报告应及时完成，不得转抄他人结果，并按指定时间交给指 导教师批阅。
实验一、混凝土配制实验 实验条件：湿度51 %，温度25 ℃实验时间：2015 年 4 月 2 日 1. 实验目的: 制作强度为C45混凝土试块,为之后的强度检测实验做准备 2. 实验仪器: 搅拌机，磅秤，天平，台秤，拌板，拌铲，盛器等 3. 实验原材料： 1．配制 25 L混凝土材料用量: 水泥 9.92 kg 砂 13.60 kg 卵石 31.74 kg 水 4.25 kg 外加剂 g ( %) 水泥标号：42.5；石料最大粒径30㎜；砂表观密度2600㎏/ m3；石子表观密度2630㎏/m3； 2.普通混凝土配合比：水泥：砂：卵石：水=397:544:1270:170 3.砂率：30% 4.水胶比：W/B=aa×?b/(?cu,0＋aa×ab×?b)=0.43 4. 试验方法: 1．根据计算所得的配合比配置25L混凝土并拌合 2．将配制好的混凝土装模,在振动台上振实成型 3．将成型后试件编号并静置,一天后进行拆模将混凝土试块放入标准养护室中养护28d
证券模拟交易综合实验 报告 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
证券模拟交易综合实验报告 学院： 班级： 学号： 姓名： 目录 一、实验目的 (2) 二、实验内容与要求 (2) 三、实验过程 (2) 基本面分析和技术分析 (2) 3.1.1基本面分析 (2) 3.1.2技术分析 (4) 对弘高创意公司的基本面分析 (6) 3.2.1公司基本分析 (6) 3.2.2公司财务分析 (11) 对弘高创意公司的技术分析 (15) 3.3.1 K线分析 (15) 3.3.2相对强弱指标RSI分析 (16) 3.3.3随机指标KDJ分析 (16) 3.3.4趋向指标DMI分析 (17) 3.3.5平滑异同移动平均线MACD分析………………………………………… 18 3.3.6变动速率ROC分析 (19)
四、模拟心得 (20) 参考文献 (21) 证券交易综合实验报告 一、实验目的： 通过本实验应熟悉一般股票行情动态分析系统的功能构成，掌握基本的鼠标和键盘操作，理解系统中的相关行情术语、符号、图形的含义。同时通过股票模拟交易熟悉股票的交易流程和交易规则，能够阅读公司资料进行并初步的基本分析。 二、实验内容与要求: 内容： （1）进入行情分析系统和交易系统，掌握其主要功能的键盘以及鼠标操作方法。 （2）阅读大盘和个股动态行情图，验证主要行情术语和指标的含义 （3）通过模拟交易验证股票交易的流程和交易规则。 （4）掌握阅读上市公司资料的一般方法 要求： 实验结束后写出实验报告，报告内容包括实验目的、实验步骤和实验结果（或结论） 三、实验过程： 基本面分析和技术分析 首先是了解了证券投资分析，其中包含基本面分析和技术分析。 基本面分析 基本面分析又称基本分析，是以证券的内在价值为依据，着重于对影响证券价格及其走势的各项因素的分析，以此决定投资购买何种证券及何时购买。基本面分析又分为宏观基本面分析和微观基本面分析。 宏观基本面分析包含以下因素： （1）自然、政治因素：地震、台风、战争等的影响。 （2）经济因素： ①国内生产总值：持续、稳定、高速的GDP增长，对证券市场最有利。宏观调控下的GDP减速增长对证券市场暂时不利。GDP停滞或下降，证券市场可能大跌。
傅里叶光学的空间频谱与空间滤波实验11系09级姓名张世杰日期2011年3月30日学号PB09210044 实验目的： 1.了解傅里叶光学中基本概念，如空间频率，空间频谱，空间滤波和卷积 2.理解透镜成像的物理过程 3.通过阿贝尔成像原理，了解透镜孔径对分辨率的影响 实验原理： 一、基本概念 频谱面：透镜的后焦面 空间函数：实质即光波照明图形时从图形反射或透射出来的光波可用空间两维复变函数 空间频谱：一个复变函数f(x,y)的傅立叶变换为 ??+ ) exp[ , F)] ( ( (π , u ) { , ( )} v =dxdy vy ? = f ux - y x 2i f x y F(u,v)叫作f(x,y)的变换函数或频谱函数 空间滤波：在频谱面上放一些光栅以提取某些频段的物信息的过程 滤波器：频谱面上的光阑 二、阿贝尔成像原理 本质就是经过两次傅里叶变换，先是使单色平行光照在光栅上，经衍射分解成不同方向的很多束平行光，经过透镜分别在后焦面上形成点阵，然后代表不同空间频率的光束又在向面上复合而成像。 需要提及的是，由于透镜的大小有限，总有一部分衍射角度大的高频成分不 能进入到透镜而被丢弃了，因此像平面上总是可能会丢失一些高频的信息，即在 透镜的后焦平面上得到的不是物函数的严格的傅立叶变换（频谱），不过只有一 个位相因子的差别，对于一般情况的滤波处理可以不考虑。这个光路的优点是光 路简单，而且可以得到很大的像以便于观察。
三、空间滤波器 在频谱面上放置特殊的光阑，以滤去特定的光信号(1)单透镜系统 (2)双透镜系统 (3)三透镜系统
四、空间滤波器的种类 a ．低通滤波：在频谱面上放如图2.4-3(1）所示的光阑，只允许位于频谱面中心及附近的低频分量通过，可以滤掉高频噪音。 b ．高通滤波：在频谱面上放如图2.4-3(2)所示的光阑，它阻挡低频分量而让高频分量通过，可以实现图像的衬度反转或边缘增强。 c ． 带通滤波：在频谱面上放如图2.4-3(3)所示的光阑，它只允许特定区域的频谱通过，可以去除随机噪音。 d ．方向滤波：在频谱面上放如图2.4-3(4)或（5）所示的光阑，它阻挡或允许特定方向上的频谱分量通过，可以突出图像的方向特征。 以上滤波光阑因透光部分是完全透光，不透光部分是将光全 部挡掉，所以称作“二元振幅滤波器”。还有各种其它形式的滤波器，如：“振幅 滤波器”、“相位滤波器”和“复数滤波器”等。 e ．相幅滤波器：是将位相转变为振幅的滤波器,它的重要应用就是把”位相物体”显现出来，所谓位相物体是指那些只有空间的位相结构而透明度却一样的透明物体。如生物切片、油膜、热塑等，它们只改变入射光的位相而不影响其振幅。所以人眼不能直接看到透明体中的位相分布也就是它们的形状和结构，利用相幅转换技术就能使人眼看到透明体的形状和结构，从而扩展了人眼的视觉功能。 图 3 图2.4-3 各种形式的空间滤波器
六轴工业机器人模块 实验报告 姓名：张兆伟 班级：13 班 学号：2015042130 日期：2016年8月25日
六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性，用途十分广泛。本实验是在开放的六自由度机器人系统上，采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台，实现机器人的运动控制。通过示教程序完成机器人的系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序，学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。 在当今高度竞争的全球市场，工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着，制造企业所承受的压力日益增大，既要应付低成本国家的对手，还要面临发达国家的劲敌，二后者为增强竞争力，往往不惜重金改良制造技术，扩大生产能力。 机器人是开源节流的得利助手，能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值，机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致，显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来，让人类的聪明才智和应变能力得以释放，从而生产更大的经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体的位置，输入程序点 0。按下手持操作示教器上的【命令一览】键，这时在右侧弹出指令列表菜单如图： 按手持操作示教器【下移】键，使{移动 1}变蓝后，按【右移】键，打开{移动 1}子列表，MOVJ 变蓝后，按下【选择】键，指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要的参数，设置速度，使用默认位置点 ID 为 1。（P1 必须提前示教好）。按下手持操作示教器上的【插入】键，这时插入绿色灯亮起。然后再按
混凝土试件抗压强度试验报告 1.基本要求和内容 （1）混凝土应按设计要求提供试件抗压强度试验报告。 （2）结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取。取样与试件留置应符合下列规定： ①每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次； ②每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于一次； ③当一次连续浇筑超过1000m3时，同一配合比的混凝土每200m3取样不得少于一次； ④每一楼层、同一配合比的混凝土，取样不得少于一次； ⑤建筑地面工程混凝土强度试件每一层（或检验批），每1000m2取样不得少于一次，每增加1000m2应增取一次，不足1000m2的按1000m2计。当改变配合比时，亦应相应增加制作试件取样次数。 ⑥基坑工程的地下连续墙，每50m3应取样一次，每幅槽段不得少于一次。 ⑦灌注桩每浇注50m3混凝土应取样一次，单桩单柱时，每根桩必须有一组试件。 ⑧对设计成熟、生产数量较少的大型构件，在不作结构承载力检验时，混凝土取样按每5m3且不超过半个工作班生产的同配合比混凝土，留置一组试件。 ⑨非大体积粉煤灰混凝土每拌制100m3，至少取样一次，大体积粉煤灰混凝土每拌制500m3，至少取样一次；不足上列规定数量时，每台班至少取样一次。 ⑩混凝土配合比开盘鉴定时应至少留置一组标准养护试件，作为验证配合比的依据。 ?每次取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。 （3）结构构件的混凝土强度应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ107的规定分批检验评定。 （4）对采用蒸汽法养护的混凝土结构构件，其混凝土试件应先随同结构构件同条件蒸汽养护，再转入标准条件养护共28d。当混凝土中掺用矿物掺合料时，确定混凝土强度时的龄期可按现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146等的规定取值。 （5）结构构件拆模、出池、出厂、吊装、张拉、放张及施工期间临时负荷时的混凝土强度，应根据同条件养护的标准尺寸试件的混凝土强度按设计要求和规范确定。 （6）当设计无具体要求时，底模拆除时的混凝土强度应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。
实验原理：（略） 实验仪器： 光具座、氦氖激光器、白色像屏、作为物的一维、二维光栅、白色像屏、傅立叶透镜、小透镜 实验内容与数据分析 1．测小透镜的焦距f 1 （付里叶透镜f 2=45.0CM ） 光路：激光器→望远镜（倒置）（出射应是平行光）→小透镜→屏 操作及测量方法：打开氦氖激光器，在光具座上依次放上扩束镜，小透镜和光屏，调节各光学元件的相对位置是激光沿其主轴方向射入，将小透镜固定，调节光屏的前后位置，观察光斑的会聚情况，当屏上亮斑达到最小时，即屏处于小透镜的焦点位置，测量出此时屏与小透镜的距离，即为小透镜的焦距。 112.1913.2011.67 12.3533 f cm ++= = 0.7780cm σ= = 1.320.5929 p A p t t cm μ=== 0.68P = 0.0210.00673 B p B p t k cm C μ?==?= 0.68P = 0.59cm μ== 0.68P = 1(12.350.59)f cm =± 0.68P =
2．利用弗朗和费衍射测光栅的的光栅常数 光路：激光器→光栅→屏（此光路满足远场近似） 在屏上会观察到间距相等的k 级衍射图样，用锥子扎孔或用笔描点，测出衍射图样的间距，再根据sin d k θλ=测出光栅常数d （1）利用夫琅和费衍射测一维光栅常数； 衍射图样见原始数据； 数据列表： sin || i k Lk d x λλ θ= ≈ 取第一组数据进行分析： 2105 13 43.0910******* 4.00106.810d m ----????==?? 210 523 43.0910******* 3.871014.110d m ----????==?? 2105 33 43.0910******* 3.95106.910d m ----????==?? 210 543 43.0910******* 4.191013.010 d m ----????==?? 554.00 3.87 3.95 4.19 10 4.0025104 d m m --+++= ?=? 61.3610d m σ-=? 忽略b 类不确定度：
智能机器人实验报告1 学院：化学与材料科学学院 学号： 2015100749 姓名：朱巧妤 评阅人：评阅时间：
实验1 电驱动与控制实验 （一）实验目的 熟悉和掌握机器人开发环境使用，超声传感器、碰撞传感器、温度传感器、颜色传感器等常见机器人传感器工作原理与使用方法，熟悉机器人平台使用与搭建；设计一个简单的机器人，并采用多种程序设计方法使它能动起来。 （二）仪器工具及材料 计算机、机器人实验系统、机器人软件开发平台、编程下载器等设备。 （三）内容及程序 实验内容： （1）碰撞传感器原理与应用； （2）颜色传感器原理与应用； （3）测距传感器原理与应用； （4）温度传感器原理与应用； （5）熟悉开发环境使用与操作；设计一个简单轮式移动机器人，并使用图形化编程方式实现对机器人的控制，通过该设计掌握机器人开发平台的结构设计、程序设计等基本方法。 实验步骤： 1)首先确定本次要做的机器人为货架物品颜色辨别的机器人。 2)根据模型将梁、轴、插销、螺丝等零件拼装成一个货架台 3)将货架台安装上可识别颜色的摄像头，并装在控制器上方，将两个摄像头的连接线分 别插入控制器的传感器接口，将显示器连接线插入传感器接口。 4)拼装完成后将控制器连接电脑，在电脑上运用Innobot软件对机器人进行颜色识别动 作的编程，拖动颜色传感器模块，对应选择数码管接口以及两个摄像头的接口，使机器人能将货架台上物品的颜色反应到数码管上。 5)将所编程序进行上传。测试看机器人是否能将颜色反映到显示器上完成所编动作。
（四）结果及分析 使用梁和轴以及螺钉拼装出货架台。 将拼装好的货架台装到传感器上。
一.目的 检测混凝土抗折强度，指导检测人员按规程正确操作，确保检测结果科学准确。 二.检测参数及执行标准 混凝土抗折强度 GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》 三.适用范围 1. 150mr^ 150mM 600mn或550mn的棱柱体混凝土标准试件（称标准试件）。 2. 100mm X l00mr^ 400mm勺棱柱体混凝土试件（称非标准试件）。 五.样本大小及抽样方法 1. 每拌制100盘且不超过100卅的同配合比的砼,取样不得少于一次； 2. 每工作班拌制同一配合比的砼不足100盘时，取样不得少于一次； 3. 每一次连续浇筑超过1000用时,同一配合比的砼每200用不得少于一次； 4. 试件在长向中部1/3区段内不得有表面直径超过5mm深度超过2mm 的孔洞。 六.仪器设备 1. 液压万能试验机300B型一台（设备型号；W—300B,设备编号；JC—
031）,精度（示值的相对误差）不大于士2%选取时其量程应能使试件的预期破坏荷载值不小于全量程的20%也不大于全量程式的80% 2. 抗折试验装置一个。 3. 直尺一个。 4. 四轮运试件手推车一台。 5. 独轮手推车一台。 6. 扫把一个。 7. 搓子一个。 8. 抹布二块。 9. 活扳手一个。 10. 劳动保护用品(手套、口罩、眼镜)。 七.环境条件 常温下的物理室内进行。 八.检测步骤及数据处理 1. 首先打开信号转换器，待到数字稳定，准备试验。 2. 打开计算机，进入该试验的编号窗口。 3. 带好劳保用品，将试块表面擦拭干净，测量尺寸。并记录支座间跨 度L(mm),试件截面高度h(mm),试件截面宽度b(mm)。如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm可按公称尺寸进行计算。检查外观，试压承压面不平度为每100mr T不超过0.05mm承压面与相邻面的不垂直度不应超过士1度. 安装尺寸偏差不得大于1mm试件的承压面应为试件成型时的侧面。支座及承压面与圆柱
傅里叶光学实验 傅里叶光学原理的发明最早可以追溯到1893年阿贝（Abbe ）为了提高显微镜的分辨本领所做的努力。他提出一种新的相干成象的原理，以波动光学衍射和干涉的原理来解释显微镜的成像的过程，解决了提高成像质量的理论问题。1906年波特（Porter ）用实验验证了阿贝的理论。1948年全息术提出，1955年光学传递函数作为像质评价兴起，1960年由于激光器的出现使相干光学的实验得到重新装备，因此从上世纪四十年代起古老的光学进入了“现代光学”的阶段，而现代光学的蓬勃发展阶段是从上世纪六十年代起开始。由于阿贝理论的启发，人们开始考虑到光学成像系统与电子通讯系统都是用来收集、传递或者处理信息的，因此上世纪三十年代后期起电子信息论的结果被大量应用于光学系统分析中。两者一个为时间信号，一个是空间信号，但都具有线性性和不变性，所以数学上都可以用傅立叶变换的方法。将光学衍射现象和傅立叶变换频谱分析对应起来，进而应用于光学成像系统的分析中，不仅是以新的概念来理解熟知的物理光学现象，而且使近代光学技术得到了许多重大的发展，例如泽尼克相衬显微镜，光学匹配滤波器等等，因此形成了现代光学中一门技术性很强的分支学科—傅里叶光学。 实验原理： 我们知道一个复变函数f(x,y)的傅立叶变换为： ( 1 )??+-=?=dxdy vy ux 2i y x f y x f v u F )](exp[),()},({),(πF (u,v)叫作f(x,y)的傅立叶变换函数或频谱函数。它一般也为复变函数，f(x,y)叫做原函数，也可以通过求 F(u,v)逆傅立叶变换得到原函数f(x,y)： （2）??+=?=-dudv vy ux 2i v u F v u F y x f 1)](exp[),()},({),(π在光学系统中处理的是平面图形，当光波照明图形时从图形反射或透射出来的光波可用空间两维复变函数（简称空间函数）来表示。在这些情况下一般都可以进行傅里叶变换或广义的傅里叶变换。逆傅里叶变换公式（2）说明一个空间函数f(x,y)可以表示成无穷多个基元函数exp[i 2 (ux +vy )]的线性迭加，是相应于空间频率u ,v 的权重，dudv v u F ),(F (u ,v )称为f (x ,y )的空间频谱。 为了下面的说明更方便，介绍几个常用的非初等函数和它们的性质： （1）矩形函数： (3) 0211{)(r 00≤-=-a x x a x x ect 它以x 0为中心，宽度为a （a >0），高度为1，两维矩形函数可以表示为两个一维矩形函数的乘积：((b y y rect a x x rect 00--
一、机器人的定义 美国机器人协会（RIA）的定义: 机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用的装置，通过可编程序动作来执行种种任务的、并具有编程能力的多功能机械手。 日本工业机器人协会(JIRA—Japanese Industrial Robot Association)：一种带有存储器件和末端执行器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。(An all—purpose machine equipped with a memory device and an end—effector，and capable of rotation and of replacing human labor by automatic performance of movements．) 世界标准化组织(ISO)：机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。(A robot is a machine which can be programmed to perform some tasks which involve manipulative or locomotive actions under automatic control．) 中国(原机械工业部)：工业机器人是一种能自动定位控制、可重复编程、多功能多自由度的操作机，它能搬运材料、零件或夹持工具，用以完成各种作业。 二、机器人定义的本质： 首先，机器人是机器而不是人，它是人类制造的替代人类从事某种作业的工具，它能是人的某些功能的延伸。在某些方面，机器人可具有超越人类的能力，但从本质上说机器人永远不可能全面超越人类。
实验报告 陈杨 PB05210097 物理二班 实验题目: 傅里叶光学实验 实验目的: 加深对傅里叶光学中的一些基本概念与理论的理解,验证阿贝成像理论,理解透镜成像过程,掌握光学信息处理的实质,进一步了解透镜孔径对分辨率的影响。 实验原理: 1、傅里叶光学变换 二维傅里叶变换为:??+-=?=dxdy vy ux i y x f v u F )](2exp[),()}y ,x (f {),(π ( 1 ) 1()[(,)]x y g x F a f f -=, ''x y x f f y f f λλ??=????????=???? 复杂的二维傅里叶变换可以用透镜来实现,叫光学傅里叶变换。 2、阿贝成像原理 由于物面与透镜的前焦平面不重合,根据傅立叶光 学的理论可以知换(频谱),不过只有一个位相因子 的差别,对于一般情况的滤波处理可以不考虑。这个光路的优道在透镜的后焦平面上得到的不就是物函数的严格的傅立叶变点就是光路简单,就是显微镜物镜成像的情况—可以得到很大的象以便于观察,这正就是阿贝当时要改进显微镜的分辨本领时所用的光路。
3、空间滤波 根据以上讨论:透镜的成像过程可瞧作就是两次傅里叶变换,即从空间函数(,)g x y 变为频谱函数(,)x y a f f ,再变回到空间函数(,)g x y ,如果在频谱面上放一不同结构的光阑,以提取某些频段的信息,则必然使像上发生相应的变化,这样的图像处理称空间滤波。 实验内容: 1、测小透镜的焦距f1 (付里叶透镜f2=45、0CM)、 光路:直角三棱镜→望远镜(倒置)(出射应就是平行光)→小透镜→屏。(思考:如何测焦距？) 夫琅与费衍射: 光路:直角三棱镜→光栅→墙上布屏(此光路满足远场近似) (1)利用夫琅与费衍射测一维光栅常数; 光栅方程:dsin θ=k λ 其中,k=0,±1, ±2, ±3,… 请自己选择待测量的量与求光栅常数的方法。(卷尺可向老师索要) 记录一维光栅的衍射图样、可瞧到哪些级？记录 0级、±1级、±2级光斑的位置; (2)记录二维光栅的衍射图样、 3、观察并记录下述傅立叶频谱面上不同滤波条件的图样或特征; 光路:直角三棱镜→光栅→小透镜→滤波模板(位于空间频谱面上)→墙上屏 思考:空间频谱面在距小透镜多远处？图样应就是何样？ (1)一维光栅:(滤波模板自制,一定要注意戴眼镜保护;可用一张纸,一根
实验报告 混凝土配合比实验 包工头队（10级土木9班） 邬文锋、陈天楚、曹祖军、张雄
(一) 砂的筛分析检验试验 (1) 试验方法：(1)秤取烘干试佯500g，精确到1g。 (2)将孔径9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm的筛子按筛孔大小顺序叠置，孔径大的放上层。加底盘后,将试样倒入最上层9.5mm筛内，加盖置摇筛机上筛lOmin(如无摇筛机可用手筛)。 (3)将整套筛自摇筛机上取下，按孔径从大至小逐个在洁净瓷盘上进行手筛。各号筛均须筛至每分钟通过量不超过试样总质量0.1%时为止，将通过的颗粒并入下一号筛中一起过筛。按此顺序进行，至各号筛筛完为止。 (4)试样在各号筛上的筛余量不得超过下式的规定： 生产控制检验时 m r＝ A.d1/2/200 式中 m r——筛余量(g)； d ——筛孔尺寸(mm)； A ——筛的面积(mm2)。 否则应将筛余试样分成两份，并以其筛余量之和作为该号筛的筛余量。 (5)称量各号筛筛余试样的质量，精确至1g。所有各号筛的筛余质量和底盘中剩余试样质量的总和与筛分前的试样总质量相比，其差值不得超过l%。 (2) 试验结果 试样种类： 试样重（g） 筛余累计重(g) 试验重量误差(g) (3) 细度模数计算: (4) 结果评定（级配、细度）
(二) 石的筛分析检验试验 (1) 试验方法：(1)秤取烘干试佯500g，精确到1g。 (2)将孔径9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm的筛子按筛孔大小顺序叠置，孔径大的放上层。加底盘后,将试样倒入最上层9.5mm筛内，加盖置摇筛机上筛lOmin(如无摇筛机可用手筛)。 (3)将整套筛自摇筛机上取下，按孔径从大至小逐个在洁净瓷盘上进行手筛。各号筛均须筛至每分钟通过量不超过试样总质量0.1%时为止，将通过的颗粒并入下一号筛中一起过筛。按此顺序进行，至各号筛筛完为止。 (4)试样在各号筛上的筛余量不得超过下式的规定： 生产控制检验时 m r＝ A.d1/2/200 式中 m r——筛余量(g)； d ——筛孔尺寸(mm)； A ——筛的面积(mm2)。 否则应将筛余试样分成两份，并以其筛余量之和作为该号筛的筛余量。 (5)称量各号筛筛余试样的质量，精确至1g。所有各号筛的筛余质量和底盘中剩余试样质量的总和与筛分前的试样总质量相比，其差值不得超过l%。 (2) 试验结果 试样种类： 筛余累计重 (g) 试验重量误差 (g) (3) 细度模数计算: (4) 结果评定（级配、细度）
北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程：工业机器人实验名称：实验一：工业机器人认识 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解6自由度工业机器人的机械结构，工作原理，性能指标、控制系统，并初步掌握操作。了解6自由度工业机器人在柔性制造系统中的作用。 二、实验设备 FMS系统（含6-DOF工业机器人） 三、实验内容与步骤 1、描述工业机器人的机械结构、工作原理及性能指标。 2、描述控制系统的组成及各部分的作用。
3、描述机器人的软件平台及记录自己在进行实际操作时的步骤及遇到的问题以及自己的想法。教师批阅:
北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程：工业机器人实验名称：实验二：机器人坐标系的建立 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解机器人建立坐标系的意义；了解机器人坐标系的类型；掌握用D-H方法建立机器人坐标系的方法与步骤。 二、实验设备 FMS系统（含6-DOF工业机器人） 三、实验内容与步骤 1、描述机器人建立坐标系的意义以及机器人坐标系的类型。 2、深入研究机器人机械结构，建立6自由度关节型机器人杆件坐标系，绘制机器人杆件坐标系图。
教师批阅:
实验课程：工业机器人实验名称：实验三：机器人示教编程与再现控制 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解机器人示教编程的工作原理，掌握6自由度工业机器人的示教编程与再现控制。 二、实验设备 FMS系统（含6-DOF工业机器人） 三、实验内容与步骤 1、描述机器人示教编程的原理。 2、详细叙述示教编程与再现的操作步骤，记录每一个程序点，并谈谈实验心得体会。教师批阅:
混凝土配合比实验报告 班级：10工程管理2班 组别：第七组 组员：
一．实验目的：掌握混凝土配合比设计的程序和方法以及相关设备的使用方法；自行设计强 度等级为C30的混凝土，并通过实验检验其强度。 二、初步配合比的计算过程： 1.确定配制的强度（o cu f ,） o cu f ,= k cu f ,+1.645σ ; o cu f ,=30+1.645×5.0=38.225 Mpa 其中：o cu f ,—混凝土配制强度，单位：Mpa ； k cu f ,—设计的混凝土强度标准值，单位：Mpa σ—混凝土强度标准差，单位：Mpa 2.初步确定水灰比（C W ） C W =ce b a o cu ce a f a a f f a +,=0.48 其中: 07.0;46.0==b a a a —回归系数（碎石）； ce f =γc ce f ；g ：γc —水泥强度等级的富裕系数，取1.1; g ce f ,—水泥强度等级值，Mpa ； 3.初步估计单位用水量：wo m =185Kg 4.初步选取砂率（s β） 计算出水灰比后，查表取砂率(碎石，粒径40mm)。s β=30% 5.计算水泥用量（co m ） co m =C W m wo /=48 .0185=385Kg 6.计算砂、石用量（质量法） co m +go m +so m +wo m =cp m ； s β= go so so m m m +×100% co m --每立方混凝土的水泥用量(Kg)；go m --每立方混凝土的碎石用量(Kg) so m --每立方混凝土的砂用量（Kg ）；wo m --每立方混凝土的水用量（Kg ） cp m --每立方混凝土拌合物假定容量（Kg ）,取2400Kg 计算后的结果为：so m =549Kg go m =1281Kg
傅里叶光学的空间频谱与空间滤波实验 11系09级姓名张世杰日期2011年3月30日学号PB09210044 实验目的： 1.了解傅里叶光学中基本概念，如空间频率，空间频谱，空间滤波和卷积 2.理解透镜成像的物理过程 3.通过阿贝尔成像原理，了解透镜孔径对分辨率的影响 实验原理： —、基本概念 频谱面：透镜的后焦面 空间函数：实质即光波照明图形时从图形反射或透射出来的光波可用空间两维复变函数 空间频谱：一个复变函数f(x,y)的傅立叶变换为 F (u,v) =、{ f (x, y)} = f(x,y)exp[-i2二(ux vy)]dxdy F(u,v)叫作f(x,y)的变换函数或频谱函数 空间滤波：在频谱面上放一些光栅以提取某些频段的物信息的过程 滤波器：频谱面上的光阑 二、阿贝尔成像原理 本质就是经过两次傅里叶变换，先是使单色平行光照在光栅上，经衍射分解成不同方向的很多束平行光，经过透镜分别在后焦面上形成点阵，然后代表不同 空间频率的光束又在向面上复合而成像。 需要提及的是，由于透镜的大小有限，总有一部分衍射角度大的高频成分不能进入到透镜而被丢弃了，因此像平面上总是可能会丢失一些高频的信息，即在透镜的后焦平面上得到的不是物函数的严格的傅立叶变换(频谱) ，不过只有一 个位相因子的差别，对于一般情况的滤波处理可以不考虑。这个光路的优点是光路简单，而且可以得到很大的像以便于观察。
像面三、空间滤波器 在频谱面上放置特殊的光阑，以滤去特定的光信号 (1)单透镜系统 (2) (3)三透镜系统
a. 低通滤波：在频谱面上放如图 2.4-3(1)所示的光阑，只允许位于频谱面 中心及附近 的低频分量通过，可以滤掉高频噪音。 b. 高通滤波：在频谱面上放如图243(2)所示的光阑，它阻挡低频分量而让 高频分量通 过，可以实现图像的衬度反转或边缘增强。 c. 带通滤波：在频谱面上放如图 2.4-3 (3)所示的 光阑，它只允许特定区域 的频谱通过，可以去除随机噪音。 d. 方向滤波：在频谱面上放如图 2.4-3(4)或(5) 所示的光阑，它阻挡或允 许特定方向上的频谱分量通过，可以突出图像的方向特征。 以上滤波光阑因透光部分是完 全透光，不透光部分是将光全 I 图 3 部挡掉，所以称作“二元振幅滤波器”。图2.4-3各种形式的空间滤波器 还有各种其它形式的滤波器，女口：“振幅 滤波器”、“相位滤波器”和“复数滤波器”等。 e. 相幅滤波器：是将位相转变为振幅的滤波器，它的重要应用就是把”位相物 体”显 现出来，所谓位相物体是指那些只有空间的位相结构而透明度却一样 的透明物体。如生物切片、油膜、热塑等，它们只改变入射光的位相而不影 响其振幅。所以人眼不能直接看到透明体中的位相分布也就是它们的形状和 结构，利用相幅转换技术就能使人眼看到透明体的形状和结构，从而扩展了 人眼的视觉功能。 五、显现位相的技术 （1） 纹影法
机电综合实验报告 两轮机器人 姓名：付文晖 班级：车辆工程二班 学号： 20110402216 同组成员：张彬 20110402203 平梦浩 20110402103 2014年12月
目录 一、实验目的.................................................. - 2 - 二、实验设备.................................................. - 2 - 三、实验内容.................................................. - 2 - 四、实验原理.................................................. - 2 - 4.1、实验平台——C51+AVR 控制板........................... - 2 - 4.2、开发平台——Keil μVision2........................... - 4 - 4.3、开发辅助工具——USBASP程序下载器软件................ - 5 - 4.4、机器人定速巡航与日字行走............................. - 6 - 4.5、机器人触须导航....................................... - 7 - 4.6、机器人红外导航....................................... - 8 - 五、实验过程及结果........................................... - 10 - 5.1、定速巡航与日字行走.................................. - 10 - 5.1.1、直线向前行走.................................. - 10 - 5.1.2、向左转1/4圈.................................. - 10 - 5.1.3、向右转1/4圈.................................. - 10 - 5.1.4、向后退........................................ - 11 - 5.1.5、日字行走...................................... - 11 - 5.2、触须导航............................................ - 12 - 5.2.1、实验准备...................................... - 12 - 5.2.2、安装胡须...................................... - 13 - 5.2.3、测试胡须...................................... - 14 - 5.2.4、触须导航程序.................................. - 14 - 5.3、红外导航............................................ - 16 - 5.3.1、搭建IR发射和探测器对......................... - 16 - 5.3.2、为何要使用三极管9013 ......................... - 17 - 5.3.3、测试红外发射探测器............................ - 17 - 5.2.4、红外导航程序.................................. - 18 - 六、实验心得................................................. - 22 -
傅立叶光学基本原理 实验目的：在4f 系统中，观察不同的衍射物通过两个凸透镜后的傅立叶变换，计算栅格常数 实验原理：傅立叶变换，惠更斯原理，多缝衍射，阿贝成像原理 该实验使用当中，在进行相干光学处理时，采用了如下图所示的双透镜系统（即4f 系统）。这时输入图像（物）被置于透镜L1的前焦面，若透镜足够大，在L1的后焦面上即得到图像准确的傅立叶变换（频谱）。并且，因为输入图像在L1的前焦面，需要利用透镜L2使像形成在有限远处。在4f 系统中，L1的后焦面正好是L2的前焦面，因此系统的像面位于L2的后焦面，并且像面的复振幅分布是图像频谱准确的傅立叶变换。 物面 L1 频谱面 L2 像面 从几何光学看，4f 系统是两个透镜成共焦组合且放大倍数为1的成像系统。 在单色平面波照明下（相干照明），当输入图像置于透镜L1的前焦面时，在L1的后焦面上得到图像函数E *（x,y ）准确的傅立叶变换： E *（x,y ）=??∞+∞-+-∞+∞-?dadb e b a E f y x A b f y a f x B B B )(2),(),,(λλπ 其中，x,y 是L1后焦面（频谱面）的坐标。由于L1的后焦面与L2的前焦面重合，所以在L2的后焦面又得到频谱函数E *（x,y ）的傅立叶变换，略去常数因子： ?=)?,?,?(?)?,?(?B f y x A y x E ??∞+∞-+-∞+∞-dadb e b a E b f y a f x B B )??(2),(λλπ 通过两次傅立叶变换，像函数与物函数成正比，只是自变量改变符号，这意味着输出图像与输入图像相同，只是变成了一个倒像。第一次傅立叶变换把物面光场的空间分布变为频谱面上的空间频率分布，第二次傅立叶变换又将其还原到空间分布。 相干光学信息处理在频谱面上进行，通过在频谱面上加入各种空间滤波器可以达到