基于单片机的光学法微小尺寸测量方法及系统研究

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1、光学法实验报告一、实验名称基于单片机的光学法微小尺寸测量方法及系统研究二、实验目的1：了解光纤的结构。2：掌握光纤传感器测量微小尺寸的方法。3：了解STC89C51单片机、ADC0809A/D转换器的原理及应用。4：用万用表和单片机电路两种方法实测微小尺寸值。三、实验原理反射式光纤位移传感器的工作原理如图1所示，光纤采用Y型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，在传感系统中，一支为接收光纤，另一支为光源光纤，光纤只起传输信号的作用。当光发射器发生的红外光，经光源光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电转换器，光电元件将接收到的光信号转换为电信号。其输出的光强决定于反射体距光纤

2、探头的距离，通过对光强的检测而得到位置量。3光源光纤接收光纤△X反射体X输出电压（V）位移01234567mm图1反射式光纤位移传感器原理图及输出特性曲线四、实验所需部件光纤、光电转换器、光电变换器、低频振荡器、电压表、支架、反射片、测微头五、实验步骤1：观察光纤结构。仪器中光纤探头为半圆型结构，由数百根光导纤维组成，一半为光源光纤，一半为接收光纤。2：在支架上装上光纤探头，探头对准镀铬反射片，输出插头接“光电变换器”。3：振动台上装上测微头，开启电源，光电变换器Vo端（光纤输出）接电压表，电压表使用2V档。旋动测微头（调到10mm处），带动振动平台，使光纤探头端面紧贴反射镜面（必

3、要时可稍许调整探头角度），此时Vo输出为最小（增益旋钮顺时针到底为最大，实验时调到中间）。34：然后旋动测微头，使反射镜面离开探头，每隔0.25mm（转半圈为0.25mm）取一Vo电压值填入下表，作出V－X曲线。得出输出电压特性曲线如图(1)所示，分前坡和后坡，通常测量是采用线性较好的前坡。5：实际测量镀铬反射片、不镀铬反射片两种形式。6：焊接单片机电路，包括STC89C51、ADC0809、显示电路等。7：用所焊电路实测位移值，重复2、3、4步骤。六、数据处理表1位移与电压值实际读数109.759.59.2598.758.58.2587.757.57.2576.756.56.25

4、6X00.250.50.751.01.251.51.752.02.252.52.753.03.253.53.754.0V0.0430.1200.2140.2980.3680.4260.4750,5140.5440.5650.5780.5820.5830.5770.5730.5560.54333