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《沈阳工业大学》 2007年
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光电效应实验智能装置的设计

孙丽媛  
【摘要】: 微电子技术和计算机技术特别是单片机的迅速发展,使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大变化,形成一种完全突破传统概念的新一代测试仪器—智能仪器。 光电效应实验是验证爱因斯坦方程和求取普朗克常量的实验,已配有各种可用的仪器,在实验精度、速度和可控性方面却较落后。学生在实验中要读取大量数据,测量过程较长,仪器的工作状态在长时间测量中也常常发生变化,造成测量数据误差较大、重复性变差,至于图像显示、实时测控的功能则更无从谈起。本着物理实验微机化、拓宽学生思路、培养学生适应时代要求的目的,将该实验装置进行设计智能。 光电效应实验智能装置的设计,是利用单片机组建一个智能仪器实验系统。该系统主要由放大电路、A/D、单片机、D/A和PC机等组成。测量的过程完全由单片机控制:光电管所加的反向电压由单片机给出数字经D/A输出;光电管在某频率光照射下产生光电流,将光电流经微信号放大电路放大、A/D转换成单片机可采集的信号;此信号通过RS-232串行通信传送给PC机;PC对信号进行数据处理做出不同频率下的伏安特性曲线;加压后的延时和光电流的采集都由单片机定时控制;测量的点数步长都按程序的要求自动进行。解决因测量时间长、环境的变化对仪器测量精度的影响问题;避免主观随意性,减小实验误差;减少微弱光电流受干扰的几率;达到测量即快速又准确的目标。 光电效应实验智能装置是人工智能、数字信号处理、计算机科学、电子学、等新兴技术与传统的仪器仪表的结合,系统实用性强。随着专用集成电路相关技术的发展,智能仪器将会得到更加广泛的应用,作为智能仪器核心部件的单片计算技术是推动智能仪器向小型化、多功能化、更加灵活方向发展的动力,因此具有广泛的应用前景。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN29

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