[发明专利]一种光电测量应用实验装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种实验装置，具体是一种光电测量应用实验装置。

背景技术

光电检测装置是利用光电元件对光照变化引起电参数变化的性质，将光信号转换成电信号而构成的检测装置。一般电子检测系统是由传感器、信号调理器和输出环节三部分组成。传感器处于被测对象与检测系统的接口处，是一个信号变换器。它直接从被测对象中提取被测量的信息，感受其变化，并转化成便于测量的电参数。它不能直接满足输出的要求，需要进一步的变换、处理和分析，通过信号调理电路将其转换为标准的电信号，输出给输出环节。根据检测系统输出的目的和形式的不同，输出环节主要有显示与记录装置、数据通信接口和控制装置。传感器的信号调理电路是由传感器的类型和对输出信号的要求决定的。

光电检测装置以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比及使用简单，广泛地应用在自动测量系统中，因此培养掌握光电检测技术人材是十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电测量应用实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光电测量应用实验装置，包括机械传动结构和光电检测控制系统，所述光电检测控制系统中的光电传感器设置接在机械传动结构的码盘的两侧，所述光电检测控制系统由光电传感器、电源、显示模块、控制模块、函数信号发生器、信号调理电路和示波器组成，所述光电传感器和函数信号发生器连接信号调理电路的输入端，而信号调理电路的输出端连接显示模块和示波器，所述信号调理电路电连接控制模块。

作为本发明进一步的方案：所述机械结构包括底座一级从动带轮、二级传动轴、二级从动带轮、三级传动轴、码盘、底座、一级传动轴、主动皮带轮和手轮组件，所述底座上自右向左活动设置一级传动轴、二级传动轴和三级传动轴，其中二级传动轴和三级传动轴的表面设有皮带槽，用于皮带传动，所述一级传动轴的一端固连一级从动带轮，一级从动带轮通过皮带连接二级传动轴的皮带槽，而二级传动轴的一端固连二级从动带轮，从动带轮通过皮带连接三级传动轴上的皮带槽，所述三级传动轴的一端固连码盘，所述一级传动轴的另一端固连主动皮带轮。

作为本发明进一步的方案：使用机械传动结构进行实验的操作步骤如下：

（1）调整皮带轮的张紧力：皮带轮的张紧力应当调节至合适范围，不可太松或太紧。

（2）调整转速信号调理板的输入电压：转速信号调理板的输入电压不可过高，否则有可能烧毁光电传感器。使用可调稳压电源应当养成开机之前先将电压旋钮选址最小的习惯，在调节电压时逐渐升压。

（3）检查LM324芯片损坏：检查方法：在正常供电情况下，旋转转速输入手柄，用示波器双踪显示功能同时测试Pt端和P端信号，如果Pt端有脉冲输出而P端无脉冲变化信号，则可以首先考虑LM324芯片损坏。维修方法：直接更换LM324集成电路芯片。标准电流信号显示功能在首次使用之前应先调节“电流微调”电位器进行校准。否则显示结果可能存在较大误差。

（4）比较理论计算与实际测量值，通过调整减少误差。

作为本发明进一步的方案：所述主动皮带轮通过皮带连接手轮组件或者电机。

作为本发明进一步的方案：所述码盘上设有等分的50组黑白相间条纹。

作为本发明进一步的方案：所述光电传感器由发光二极管Df和三极管Qs构成，而发光二极管Df和三极管Qs设置在码盘的两侧，首先应连接好信号调理电路板的+10V供电电源，旋转机械传动结构的手柄，用示波器观察光电传感器的输出，以确定码盘的输出与透光、遮光的关系。

作为本发明进一步的方案：所述三极管Qs的集电极连接运算放大器，运算放大器为LM324集成运算放大器，而运算放大器的测试方法为：择反馈电阻，使放大倍数为-10倍。运算放大器供电电源：±10V，输入信号ui：正弦波，f=2kHz，直流电平为0V，uip-p = 0.4V、0.8V、1.2V、1.8V、2.5V，双踪观察输入输出波形，记录实际输出uoep-p。绘制uip-p = 1.0V时的输入-输出波形，连续增大ui的幅值，记录出现饱和现象时输入、输出信号的峰峰值。