太阳能自动微灌演示系统

针对节水灌溉的现状,自制了太阳能自动微灌演示实验系统,以太阳能为动力,通过单片机控制,根据植物需求模拟自动灌溉.该系统在教学中使用,可增强学生综合实验能力.     

智能光跟踪综合演示仪的研制

研制了一款基于C8051F021单片机控制的智能光跟踪综合演示仪。利用仪器自带的LED光源系统,模拟不同角度和亮度的光源变化,通过三维光敏传感器根据测得光强的大小,将模拟量转变为数字量并传递到单片机控制系统,控制机械调整模块调整装置的位置,以找到光强最强的位置,完成光源的跟踪定位,从而演示光跟踪现象的工作原理。     

基于LabVIEW的亥姆霍兹线圈磁场自动测量系统

用LabVIEW软件、霍尔传感器、步进电机、继电器、单片机采集系统,构建了亥姆霍兹线圈磁场的自动测量系统.以PC作为上位机,LabVIEW程序控制PC与单片机通信,单片机接收到指令,控制步进电机工作,带动霍尔传感器,传感器采集信号送到单片机,再送到上位机,用LabVIEW进行数据处理和显示,从而实现了亥姆零兹线圈磁场的自动测量.     

旋光仪的改进和实验功能拓展

设计制作了多功能旋光仪,通过光电采集系统和单片机控制电路,实现了光强的识别和记录,实现了旋转角、旋光率或溶液浓度测量结果的自动计算和显示,提高了测量的准确度和测量速度.     

智能磁场测量仪的原理和设计

阐述了基于光栅传感器和霍尔传感器以及单片机技术的智能化磁场测量仪的工作原理和设计方法.增加了光栅位移传感器测量位移,利用8032单片机内部功能,结合传感器技术,实现工作电流和励磁电流自动切换.该仪器可实现自动对螺线管内逐点霍尔电压和磁感应强度的实时测量以及清晰显示磁场分布曲线等功能.     

基于迈克尔孙干涉仪的光波长自动测量系统

本文基于迈克尔孙干涉仪,设计了一套自动测量光波波长的系统;其包括一套磁吸式传动装置,光强自动检测模块,系统具有自动寻峰功能,实现了数据的实时处理与显示.磁吸式传动装置,解决了电机转轴与干涉仪手轮不同轴的问题,减小了电机抖动,利用单片机驱动步进电机转动干涉仪的手轮,实时记录干涉光强变化的波形,通过算法减少了仪器抖动带来的干扰,实现了光波波长的自动测量,减小了实验误差,利用显示屏实时显示实验数据,使用步进电机步进角度记录反射镜位移值,自动计算数据结果,使实验更加直观简便.     

基于LabVIEW的液体表面张力系数测定

设计了基于LabVIEW数据采集的液体表面张力系数测定系统.采用力敏传感器测量拉力,由单片机系统结合LabVIEW程序实现了数据的自动采集,并实时显示拉力曲线.纯净水的表面张力系数测试结果表明该系统准确性高且重复性好.     

光干涉现象的演示

采用传统方法演示孔(双孔、三孔)和缝(双缝、三缝)的干涉图像,与由传感器采集图像信息后由计算机得出干涉光强分布曲线进行比较,两种方法获得的实验图像符合较好.     

基于LabVIEW的衍射自动演示仪的设计

针对传统衍射演示实验中操作繁杂、效率低、耗时长的问题,设计了衍射自动演示仪. 该仪器应用虚拟仪器技术,将LabVIEW软件与实验硬件相结合,实现了对多重狭缝盘转动与定位的自动控制,以及衍射光强分布理论曲线与实际图像的对比演示,并设计出友好的人机界面,方便操作.     

光纤表面粗糙度检测系统的研究

基于传光型光纤传感器,利用反射式光强调制原理,设计了一套材料表面粗糙度的检测系统。整个系统包含光源、Y型光纤束、反射调节控制装置和数据采集部分,采用单片机作为控制系统。分析了光纤束端面与检测样品距离的变化对检测结果的影响。     

基于GSM和LabVIEW的温室大棚远程监控系统

为了实现智慧农业,设计了基于GSM和LabVIEW的温室大棚远程监控系统,系统以MSP430F149为处理器,通过放大电路及滤波电路对土壤湿度传感器、土壤PH值等微弱信号进行放大、滤波,实现对可移动天窗、遮阳系统、保温、喷滴灌系统进行实时自动调节、检测,创造植物生长的最佳环境指标,同时将测试结果利用GSM模块传到农户手机上,并通过串口实时远程传输给LabVIEW上位机显示。系统运行稳定,可靠性好、扩展性好,人机界面良好,具有广泛的市场应用前景。     

基于485总线和虚拟仪器的智能农业监控系统设计

针对传统农业监控系统的不足,为了高效利用农业资源及实现智能农业,设计了一种基于485总线与LabVIEW的智能农业监控系统。选用Arduino控制器作为下位机,以PC机为上位机,两者通过RS-485总线实现通信。系统能够对农作物生长环境系统中的温湿度、光照强度、土壤水分、CO2浓度等参数进行监控;当监控参数超限时,能够自动控制相关设备进行自动调节,从而确保农作物处于适宜的生长环境。该系统具有性价比高、扩展性强等优点,具有一定的推广应用价值。     

光纤湿敏球腔传感采集校准组合装置的技术问题初探

本文研制了一种光纤耦合湿敏监测装置,此装置采用MEMS微位移传感器来进行湿敏微腔耦合位置的辅助校准,再用光强传感器对耦合输出的光波进行湿度感测和量化。这种基于MEMS位移传感器的耦合位置校准方法与现有的校准平台相比,无需外加太多繁琐、庞大的仪器装置,就可获得精准又便捷的校准效果。另外在传感系统后端可进行可编程控制程序开发,用加载的数据采集卡来实现湿度敏感单元敏感量的采集与显示。     

High-quality generation of a multispot pattern using a spatial light modulator with adaptive feedback

We propose and demonstrate high-quality generation of a uniform multispot pattern (MSP) by using a spatial light modulator with adaptive feedback. The method iteratively updates a computer generated hologram (CGH) using correction coefficients to improve the intensity distribution of the generated MSP in the optical system. Thanks to a simple method of determining the correction coefficients, the computational cost for optimizing the CGH is low, while maintaining high uniformity of the generated MSP. We demonstrate the generation of a 28×28 square-aligned MSP with high uniformity. Additionally, the proposed method could generate an MSP with a gradually varying intensity profile, as well as a uniform MSP consisting of more than 1000 spots arranged in an arbitrary pattern.     

ZnO Thick Film Based Opto-electronic Humidity Sensor for a Wide Range of Humidity

Sensitivity of zinc oxide film to humidity is studied using prism based opto-electronic sensor configuration. Film is deposited on the base of the prism by screen printing. The film is crystalline in nature and has micropores on its surface which is suitable for humidity sensing. The sensing mechanism, here, is the modulation in emergent light intensity with change in ambient humidity. Response of the sensor configuration is repeatable and the configuration is found to be sensitive to relative humidity (RH%) ranging from 5 to 90 RH%.     

Application of high-precision temperature-controlled FBG filter and light source self-calibration technique in the BOTDR sensor system

A high-precision temperature-controlled narrow band-stop fiber Bragg grating(FBG) filter and light source self-calibration technique are proposed for application in the Brillouin optical time domain reflectometer (BOTDR) sensor system.With the proposed application,the BOTDR sensor system maintains good long-term stability and temperature precision through the reduction of the center wavelength drift in the FBG filters and corresponding decrease in the changes in light intensity.The experiment result shows that temperature precision of 1℃and temperature stability of 0.7℃can be achieved in a temperature sensor over a range of 8 km.     

新型智能球罐焊接机器人视觉传感器的研究

为实现智能球罐焊接机器人的自主运动与焊缝自动跟踪 ,研制了一种新型视觉传感器。该传感器以高分辨率线阵 CCD芯片为核心 ,由光源、滤光片、透镜等光学系统及 CCD驱动电路、光电信号处理电路等组成 ,其中光电处理电路全部由硬件实现。整个视觉传感系统可以避免焊接时弧光的干扰 ,实时、准确地检测出焊缝轨迹线偏差信号 ,具有实时性强、鲁棒性好、成本低、重量轻等优点。借助所研制的视觉传感器 ,球罐焊接机器人能够实现沿焊缝的自主运动和焊炬与焊缝的自动对中 ,满足球罐多层多道焊接工艺要求 ,实现球罐焊接作业的智能化、自动化     

聚光型粗细调互补阳光信号采集器的研制

高准确度自动跟踪系统是太阳能聚光器必不可少的组成部分,而信号采集器能否精确可靠地采集到阳光照射方向的信号又是自动跟踪准确度的关键.本文提出了一种粗细调互补信号采集器的设计方案,在正常工作期间通过软件能够根据需要不断地自动调整选择二组光电传感器中其中一组输出的差模信号作为有效信号,从而有效地解决了大范围寻找太阳和高准确度跟踪之间的矛盾|而在此基础上改进为对聚光后的阳光信号进行采集的新结构,又彻底解决了光电传感器本身在光照强度很大时进入饱和区与光照强度很弱时输出的差模信号太小的问题,有效延长了聚光器在早晚时段的正常工作时间.据此原理制作的聚光型粗细调互补信号采集器应用于某公司的CPV型1200W砷化镓发电系统中,取得了很好的跟踪效果,其实际跟踪误差≤0.1°（立体角）.     

光纤布拉格光栅嵌入SMS光纤结构的湿度传感器

提出了一种基于光纤布拉格光栅嵌入单模-多模纤芯-单模(single-mode-multimode fiber core-single mode, SMS)光纤结构的湿度传感器。当环境湿度变化时,SMS光纤结构的干涉光谱会发生漂移,而光纤布拉格光栅对湿度不敏感,其纤芯基模保持不变。因此利用SMS光纤结构对环境湿度的敏感性去调制光纤布拉格光栅纤芯基模,通过检测光纤布拉格光栅纤芯基模的反射能量变化就可以实现湿度测量。数值模拟了SMS光纤结构的内部光场分布规律,理论计算了不同环境折射率时,多模纤芯的长度、直径对SMS光纤结构输出能量耦合系数的影响。理论模拟表明,随着环境折射率变化,SMS光纤结构中传输的纤芯基模的输出能量耦合系数会发生变化。同时制作了传感器样品并对其进行了传感实验研究,实验结果表明多模纤芯长35 mm、纤芯直径为85 μm的传感器在45%～95%RH湿度变化范围内,湿度灵敏度为0.06 dBm·(%RH)-1。在20～80 ℃温度范围内,传感器的温度灵敏度为0.008 nm·℃-1,温度所带来的湿度测量误差为0.047%RH·℃-1。传感器具有制作简单、灵敏度高、反射式能量检测等优点,在湿度测量领域有一定的应用价值。     

发光及显示器件光电特性测试系统设计

为了提高发光及显示器件光电特性测量实验的智能化程度,减小人为误差,并考虑工作温度对其光电特性的影响,设计了一种能够自动、同步测量发光体亮度、温度、伏安特性和寿命的系统。系统主要由LS-110型亮度计、GPD-3303型电源、自制的温度测量模块及测量软件四部分组成。基于实验室虚拟仪器工程平台,利用亮度计对器件的亮度进行测量,利用单片机和温度传感器对器件的温度进行测量,通过上位机程序控制电源步进输出、读取实际输出电流值和电压值,并将采集到的数据发送到上位机,实时绘制出了亮度-电压、电流-电压、温度-电压、亮度-温度、电流-温度、亮度-电流特性曲线。系统目前可以同时对器件的亮度、温度和伏安特性进行自动测量和直观显示,并且具备自动保存数据和图像的功能,实现了发光及显示器件光电特性测量的智能化,具有综合性强、精确度及自动化程度高、操作简易等特点。