【文章內(nèi)容簡介】 解VC++采集軟件，及計(jì)算機(jī)界面設(shè)計(jì)。3. 用光電倍增管式光電直讀光譜儀進(jìn)行人民幣防偽標(biāo)志光譜實(shí)驗(yàn)。用紫光燈照射人民幣熒光防偽標(biāo)志以激發(fā)出熒光，用光導(dǎo)纖維獲取防偽標(biāo)志激發(fā)出的熒光進(jìn)入光電倍增管作傳感器的光電直讀光譜儀。調(diào)整光譜儀輸入狹縫大小使輸出電壓在合適范圍內(nèi)；用VC++采集軟件采集人民幣熒光光譜曲線數(shù)據(jù)。根據(jù)光譜曲線確定熒光光譜的峰值薄產(chǎn)。對真假人民幣分別做一條光譜曲線。比較它們的峰值以區(qū)別人民幣的真假。4. 用雙光束紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行高錳酸鉀溶液的濃度測定。首先配置已知濃度的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，再配置另一濃度的高錳酸鉀溶液，用分光光度計(jì)獲得高錳酸鉀溶液的吸光度曲線，以確定最大吸光度處的波長值。并采用溶液濃度相對法測量。四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 由于設(shè)備損壞，該實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)六 光電透過率實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)單通道直接光電探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。2. 理解透過率測量的原理。3. 設(shè)計(jì)透過率測量系統(tǒng)的各部分電路并掌握調(diào)試技術(shù)。二、 實(shí)驗(yàn)原理單通道直接光電探測系統(tǒng)是光電系統(tǒng)中比較簡單的一種系統(tǒng)，是其他復(fù)雜光電系統(tǒng)的基礎(chǔ)。透過率的測量是光學(xué)測量的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在光學(xué)元件檢測、物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、物體的化學(xué)性質(zhì)、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一般情況下，輻射源的輻射要受到中間介質(zhì)的吸收和散射，只有一部分輻射功率透過介質(zhì)，最后被探測器接收。1. 比爾朗伯定律：若傳播媒介中同時(shí)存在吸收和散射，則輻射能量為Φ的入射輻射在傳播距離x之后，透過的輻射能量為： Φ（x）=Φ（0）exp（ux）其中u為衰減系數(shù)。2. 透過率的定義：激光透過媒質(zhì)后的光強(qiáng)與透過前的光強(qiáng)的比值稱為透過率，又稱透射率或者透射系數(shù)。其計(jì)算公式為：T=（I1/I0）100%3. 單通道直接測量系統(tǒng)：系統(tǒng)框圖：由經(jīng)過調(diào)制的激光器發(fā)出的一定波長的激光經(jīng)介質(zhì)后衰減，光強(qiáng)減小，分別測量出激光通過介質(zhì)前后的光強(qiáng)，即可以測出激光通過此介質(zhì)的透過率。光電傳感器將入射的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理電路，將交流信號(hào)變成直流信號(hào)，該直流信號(hào)的大小與入射到光電傳感器上的光信號(hào)光強(qiáng)成正比，通過測量該直流電壓的大小即可測量出激光通過介質(zhì)的透過率。（1） 驅(qū)動(dòng)與調(diào)制電路：半導(dǎo)體激光器外接一個(gè)+12V的直流電源，調(diào)制信號(hào)可以用函數(shù)發(fā)生器中的方波，方波的信號(hào)頻率采用1kHz。（2） 光電傳感I/V轉(zhuǎn)換電路光電傳感器采用光電池，光電池輸出為電流信號(hào)，后續(xù)電路采用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成I/V轉(zhuǎn)換電路。（3） 帶通濾波電路本方案設(shè)計(jì)一個(gè)二階壓控電壓源帶通濾波器，要求中心頻率f=1kHz，增益Av=2，品質(zhì)因數(shù)Q=10。（4） 積分電路積分電路的作用是將輸入的交流信號(hào)變成直流信號(hào)，本實(shí)驗(yàn)采用專用真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD536，它能夠計(jì)算直流和交流信號(hào)的真有效值。三、 實(shí)驗(yàn)儀器半導(dǎo)體激光器、GDT1型透射率檢測實(shí)驗(yàn)裝置、直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、示波器、數(shù)字萬用表。四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)裝置圖： 電源給半導(dǎo)體激光器提供直流電源，函數(shù)發(fā)生器提供調(diào)制信號(hào)。載物臺(tái)上放置被測物體。數(shù)字萬用表用來測量積分電路輸出的電壓。實(shí)驗(yàn)步驟：1. 按照上圖連接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。接通半導(dǎo)體激光器直流穩(wěn)壓源。2. 接通函數(shù)發(fā)生器電源開關(guān)，設(shè)置函數(shù)發(fā)生器為1kHz的方波，半導(dǎo)體激光器應(yīng)輸出一束被調(diào)制的激光。3. 調(diào)整光路，使入射光可以入射到光電傳感器上。4. 接通GDT1型透過率檢測實(shí)驗(yàn)箱的電源，同時(shí)用示波器觀察調(diào)制電路、I/V轉(zhuǎn)換電路的波形。調(diào)整電路使連個(gè)波形基本相同。5. 接通臺(tái)式數(shù)字萬用表的電源，用直流電壓檔測量積分電路輸出的直流電壓V。6. 、調(diào)整好光路，分別記錄五種情況下積分電路輸出直流電壓。五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析相對誤差計(jì)算結(jié)果結(jié)論：各樣品測量值與標(biāo)稱值之間的相對誤差均小于5%，在一定誤差允許范圍內(nèi)測量結(jié)果準(zhǔn)確。六、 思考題1. 在本實(shí)驗(yàn)中，半導(dǎo)體激光器的調(diào)制頻率為什么采用1kHz？答：由于本實(shí)驗(yàn)接收端的信號(hào)處理電路主要采用模擬芯片實(shí)現(xiàn)，信號(hào)處理電路的帶寬不高，只有幾千赫茲左右。因而，在發(fā)射端對激光的調(diào)制頻率不能太快，否則信號(hào)處理電路難以發(fā)揮性能。由于濾波電路的通帶中心頻率為1kHz,所以激光調(diào)制頻率也應(yīng)該為1kHz以保證信號(hào)能夠通過帶通濾波器。2. 在實(shí)驗(yàn)中如何驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的正確性？答：采用示波器觀察對比函數(shù)發(fā)生器輸出端和I/V轉(zhuǎn)換電路輸出端的波形，若兩個(gè)波形基本相同，則系統(tǒng)的工作具有正確性。3. 若要增大測量的距離，本測量裝置應(yīng)如何改進(jìn)？答：增大測量的距離，激光在空氣中受到的散射和吸收越大，光電傳感器接收到的光強(qiáng)越小，信號(hào)光強(qiáng)較小，它受到環(huán)境中雜散光的影響就較大，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后，信噪比不高，誤差較大。 較為可行的改進(jìn)方案是從信號(hào)處理電路著手，采用鎖定放大器提取疊加著噪聲的有效電信號(hào)。實(shí)驗(yàn)七 攝像機(jī)原理與視頻圖像疊加實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 理解攝像機(jī)的工作原理及視頻信號(hào)的構(gòu)成。2. 設(shè)計(jì)能在顯示器上疊加簡單圖形的電路。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. 視頻信號(hào)基礎(chǔ)一幅圖像，根據(jù)人眼對細(xì)節(jié)的分辨能力有限的視覺特性，總可以看成是由許多小單元組成。在圖像處理系統(tǒng)中，這些組成畫面的細(xì)小單元稱為像素，像素越小，單位面積上的像素?cái)?shù)目就越多，由其構(gòu)成的圖像就越清晰。在電視系統(tǒng)中，把構(gòu)成一幅圖像的所有像素傳送一遍稱為幀處理，圖像的每幀由許多像素轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號(hào)，再分別用各個(gè)相應(yīng)信道把這些信號(hào)同時(shí)傳送出去，接收端接收后又同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出原發(fā)射信號(hào)。采用這一種傳送方法，根據(jù)現(xiàn)代電視技術(shù)水平，一幀圖像約由44萬個(gè)像素點(diǎn)組成，則需要44萬個(gè)通道才能傳送一幀圖像，這是不現(xiàn)實(shí)的。考慮到人的生理特性，可以把組成一幀圖像的各個(gè)像素點(diǎn)的亮度按一定的順序一個(gè)個(gè)地轉(zhuǎn)化為相應(yīng)地電信號(hào)依次發(fā)送出去，接收端再按照同樣的順序?qū)⒏鱾€(gè)電信號(hào)在對應(yīng)位置上轉(zhuǎn)變成具有相應(yīng)亮度的像素，只要這種轉(zhuǎn)換傳送進(jìn)行的足夠快，人眼就會(huì)感到重現(xiàn)圖像是同時(shí)出現(xiàn)的，而沒有閃爍感。（1） 電視掃描只有對一幅圖像進(jìn)行分解和同步掃描后，才可能對這幅圖像進(jìn)行傳遞和再現(xiàn)。因此，一個(gè)完整的電視信號(hào)不但應(yīng)有反映像素亮度的視頻信號(hào)，還應(yīng)有保證與攝像管內(nèi)電子束進(jìn)行同步掃面的復(fù)合同步信號(hào)，以及在掃描逆過程時(shí)關(guān)閉電子束的復(fù)合消隱信號(hào)。根據(jù)人眼的生理特點(diǎn)，在不產(chǎn)生亮度閃爍感和保證有足夠清晰度的情況下，幀掃描頻率應(yīng)該大于24Hz，每幀掃面行數(shù)必須大于625。隔行掃描：為了使圖像清晰度不下降，又要減小系統(tǒng)的帶寬，人們又提出了隔行掃描技術(shù)。隔行掃描方式是將一幀電視圖像分成兩場進(jìn)行掃描。第一場掃出的第5。等奇數(shù)行，稱為奇數(shù)場；第二場掃第6。等偶數(shù)場。每一幀圖像經(jīng)過兩場掃描，所有像素即可掃完，電視電子束的掃描軌跡也稱為掃描光柵。攝像管與顯像管：攝像管與顯像管都套有行、場偏轉(zhuǎn)磁場，電子束受磁場力的作用在屏幕上做周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（2） 亮度視頻信號(hào)：視頻輸出電壓的大小反映了一行中對應(yīng)像素的明暗程度，視頻信號(hào)具有正負(fù)極之分，對于正極性視頻信號(hào)，像素越亮，信號(hào)的幅度越大；而對于負(fù)極性視頻信號(hào)則相反，像素越亮信號(hào)的幅度越小。（3） 復(fù)合消隱信號(hào)：在電視系統(tǒng)中，掃描正程期間傳送圖像信號(hào)，逆程期間不傳送圖像信號(hào)。電子束逆程掃面在熒光屛上出現(xiàn)回歸線，將對正程的圖像造成干擾，影響圖像的清晰度。因此需使電視機(jī)在行、場逆程掃描期間進(jìn)行電子束截止，以消除行、場逆程回歸線，即實(shí)現(xiàn)消隱。方法是在電視臺(tái)由同步機(jī)發(fā)出消隱信號(hào)使接收機(jī)顯像管在行場逆程掃描期間關(guān)斷電子束。由于電視掃描方式是水平和垂直掃描構(gòu)成的，所以對應(yīng)分別有水平消隱和垂直消隱，而兩者形成復(fù)合消隱信號(hào)。行消隱脈沖的寬度一般為12us，場消隱脈沖寬度一般為25TH。（4） 復(fù)合同步信號(hào)在電視系統(tǒng)中，為了使電視機(jī)重現(xiàn)的圖像與攝像機(jī)拍攝的圖像完全一致，要求接收端與發(fā)送端的電子束掃描必須同步。所謂同步是接收、發(fā)送端掃描的頻率和掃描的相位完全相同。如果收、發(fā)端掃描不同步，則重現(xiàn)的圖像變形或者不穩(wěn)定，