光静态散射测试系统的研究与实现

随着科学技术的发展,对粒子的大小、浓度及其他特性的探测已经发展成为一个专门的研究领域和现代测量学中的一个重要分支,而光散射法已经成为一种常用的粒子测量方法。为了满足应用需求,文中提出了一种基于C8051F500单片机的光静态散射测试系统方案,详细介绍了该测试系统的设计理论原理、硬件电路的设计依据、固件程序的设计思想和测试系统的具体实现。选取一定浓度的样品溶液,运用该系统进行光散射的角度依赖性测试,实际测量值与理论依据基本相符;在不同激光功率下,对同一角度的散射光强进行测试,将测量得到的数据分析,线性度良好,满足设计要求。     

光纤陀螺中一种光相位差跟踪方法

对光纤陀螺中相位差的检测是得到所需角速度的基础。简要分析了陀螺输出信号的特点：噪声大、非线性、周期性,以及这些特点对检测有效信号的影响。提出了一种单通通光相位差跟踪的方法。这种方法采用正弦调制,通过对信号（包括输出信号和跟踪信号）的三角和乘法运算,并在必要的环节进行滤波得到光相位差。它能够解决光纤陀螺动态范围和刻度因子线性度问题,并具有简明、成本低、易实现的特点。最后进行了相位跟踪的计算机模拟和电路的实现,并给出了实验结果。     

光的衍射综合演示仪的设计及制作

介绍了一种光的衍射综合演示仪的设计与制作方法, 可在课堂教学中演示泊松亮斑、 圆孔衍射、 单线 衍射、 单缝衍射和光栅衍射等多种光的衍射现象. 仪器设计巧妙, 操作简单, 效果明显, 对帮助学生理解光的衍射规 律非常有益     

光的色散实验组合演示仪

针对沪科版八年级物理第四章第4节光的色散演示实验的不足,设计制作了一种光的色散实验组合演示仪,能够完成光的色散、光的混合和物体颜色共5个演示实验,帮助学生更好地理解相关概念和原理,从而提高课堂教学效果.     

基于结构光的激光自动焊接跟踪研究

设计实现了一种激光加工过程中,用于激光自动焊接焊道偏移跟踪识别的系统。该系统由结构光传感器、水平偏移识别算法和实时数据平滑算法组成,在不同工况条件下实时自动提取多种形状的焊道特征点数据,通过对特征点数据进行计算处理,获得焊道实时偏移数据,经过实时平滑算法进行滤波处理后输出给激光自动焊接装置,最终实现对水平跟踪的自动控制。在现场实际焊接测试中,该系统能够实时采集焊道偏移数据,并准确指导焊接激光输出头对焊道进行水平跟踪,为实现激光自动化焊接奠定了基础。     

多参数远程无线监控技术研究

针对我国烟花爆竹的运输现状,基于多参数远程无线监控技术,有针对性地选择压力、温度等多种传感器,运用信号处理技术,将多传感器信号进行处理和融合,利用传感监测技术、GPS卫星定位技术、CDMA数据传输技术等搭建通信系统和监测平台,对烟花爆竹运输车辆状态进行监测和预警及报警。通过进行系统的硬件及软件设计,实现了一种烟花爆竹运输过程的安全监控系统。进一步的,完成了系统的测试试验,试验结果表明,该系统可以实时地采集烟花爆竹运输车辆车厢的安全参数,并具有对数据进行比较,超限预警等功能,系统精度可以达到监控目的,且稳定,可有利地防止爆炸对周边人员和环境的危害。     

振动传感器智能化的研究与实现

在测控领域内,随着传感器技术和微处理器技术的发展,对传感器的精确度、可靠性要求越来越高,要求传感器具有一定的数据处理、自我检测、自我纠错能力,并且具有数据通信和扩展组网功能。为了满足这个要求,文中提出了一种基于CAN总线技术的振动传感器智能化方案,详细介绍了智能传感器节点硬件电路和固件程序设计的具体实现。对智能节点进行静态和动态测试,静态环境下传感器电压值输出为2.5V,上位机对数据处理后作图,符合实际要求;动态环境下,将传感器置于连续振动环境,数字量数据接收后经处理作图,与标准传感器波形图进行比较,满足设计要求。     

一种基于DSP技术的信标光跟踪系统研究

针对目前星地光通信链路建立所急需解决的三大难题,远距离通信、强实时处理和高准确度光束对准,搭建了以DSP（TMS320DM642）为核心处理器,结合CCD、视频解码芯片、SDRAM等外围资源的小型移动平台间信标光跟踪系统,给出了系统的设计原理.根据卫星变速运动的特点,提出了一种最小二乘法的阶数自适应选取算法,对卫星运动轨迹进行动态模拟预测.结果表明,该系统能应用于复杂运动状态下的目标跟踪.     

激光单摆演示仪的研制与应用

设计的激光单摆演示仪是利用霍尔传感器测量摆球的摆动周期,通过演示仪底盘上的小型激光器可观测摆动面的偏转,将计时、计数、测角等功能合为一体,有效摆动时间内能够分辨出地球的自转现象.     

基于变频器的太阳能自动跟踪装置的设计

为了充分利用太阳能,精确跟踪太阳光,节省跟踪过程中系统的用电量,提出了一种利用变频器控制异步电机进而对太阳光进行跟踪的方式。用实时时钟实现粗略判断,变频器根据感光装置感应的信号大小,改变频率及电压,进而改变电机转速,实现更精确的跟踪,节省了系统的用电量。避免了视日轨迹跟踪在阴雨天气浪费电能、以及跟踪精度的缺陷,而且有利于系统的稳定。     

基于集成运放的太阳能控制器

现有光伏系统的控制器普遍选用微控制器为核心,为使之与电子技术课程教学案例开发相结合,提出采用集成运放替代微控制器的智能太阳能控制器方案,并以直流12V/10A小功率应用为研究实例。实验结果表明该控制器方案可行,且电路简单、成本低廉,适用于实验教学与课程设计。     

单缝衍射自动测量系统的研究

单缝衍射自动测量系统以单片机AT89S52为控制核心,控制步进电机带动光电池逐点测量衍射条纹光强,再通过串口把测量数据传给计算机处理、显示,减小了人工测量中由于移动光电池,或在读数、计算时出现的误差,达到比传统实验方法更高的精度,并可以节省大量的测量、计算工作量,实现单缝衍射实验的数据采集、计算处理自动化.     

Complete Solution of Sun Tracking for Heliostat

A general solution of sun tracking for an arbitrarily oriented heliostat towards an arbitrarily located target on the earth is published. With the most general form of solar tracking formulae, it is seen that the used azimuth-elevation, spinning-elevation tracking formulae etc. are the special cases of it. The possibilities of utilizing the general solution and its significance in solar energy engineering are discussed.     

井下巷道电缆安装车自适应挂缆控制系统设计与开发

针对目前煤矿井下巷道人力牵引敷设电缆方式劳动强度大、电缆易磨损及工作效率低等问题,依据井下巷道环境以及井下电缆安装车的结构,设计并开发了井下巷道电缆安装车自适应挂缆控制系统,以机械化、自动化技术解放工人的繁重劳动;系统以C8051F020单片机为主控单元,采用手动控制和自动控制结合、手动控制优先的控制策略,融入记忆学习的智能思想,实现井下巷道电缆自动悬挂;阐述了系统的工作原理、软硬件设计及实现;实验室性能测试结果表明,位移测量误差±2%以内,挂缆机械手能够按照手动、自动的要求正确动作并准确挂缆,实现电缆的自适应悬挂。     

太阳能光伏-热伏发电板的自适应追光系统设计与实现

在小型太阳能光伏-热伏发电系统中,为了提高其发电效率,通常会辅以自动追光系统。针对现有的基于多光电二极管的自动追光系统结构复杂等问题,提出了一种基于光敏电阻的自适应追光系统。为了实现发电板对光源的追踪,采用了基于负反馈的自适应追光原理,通过软件设计控制追光精度,同时增加了系统位置消抖控制。在硬件方面,采用光敏电阻感应光强,借助AD转换电路和舵机,以驱动太阳能光伏-热伏发电板转动直至发电板平面垂直于太阳光;优化设计了光敏电阻与板面的夹角大小以调整追光的区域及误差。最后完成了整体装置的机械结构设计和电路图设计及仿真,结果表明,与现有的多光电二极管追光系统相比,所设计的追光系统机械装置部分的设计更加简单,便于实现,同时通过优化设计改善了追光的稳定性。     

Properties of Black Silicon Layers Fabricated by Different Techniques for Solar Cell Applications

Black silicon (BS) layers coated with passivation films are widely used as antireflective frontal surfaces for solar cells. The most common BS fabrication techniques are reactive ion etching (RIE), metal-assisted chemical etching, and laser-induced processing. Herein, the structural and optical properties, as well as the minority carrier lifetime, of BS are compared with and without atomic layer deposited HfO₂ passivation films produced by the above formation methods. The antireflection behavior of the samples is discussed based on the light trapping effect and the change in the BS refractive index from air to the bulk of crystalline Si. Finally, test solar cells are manufactured, and their photovoltaic parameters are studied. The comparison results show that RIE is the most preferred in all technical respects. The features of using different BS fabrication techniques from the solar cell manufacturing point of view are analyzed.     

新型太阳中微子闪烁探测器的研制

概述了一种新型太阳中微子闪烁探测器的研制,其中载钆(Gd)液体闪烁体的Gd浓度达到5%、光的衰减长度≥150cm、对60keV的Gamma-ray之能量分辨率为21%(σ);直径1cm、厚3cm的GSO:Ce晶体,其发光产额约为NaI(Tl)晶体的20%、光的衰减时间为60ns、对662keVGamma-ray之能量分辨率为9.2%(σ).文章讨论了由这两种闪烁体构成的复合探测器的特点及作为太阳中微子探测器其本底的降低措施.对直径10cm、厚50cm的这种复合探测器的模拟计算表明其光的收集效率可达20%.