【正文】 國內(nèi)， PSD 的發(fā)展比較晚。不同結(jié)構(gòu)、規(guī)格的 PSD 有不同的位置分辨率、響應(yīng)速度和位置誤差，響應(yīng)靈敏度 —，位置分辨率 —7μ m，響應(yīng)速度 —13μ s，尺寸 1х 3mm2—27х 27mm2，典型位置誤差十幾μ m—mm。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 美國、日本、英國等發(fā)達國家在 PSD 的研究和制造方面已經(jīng)具有相當(dāng)高的水平，其產(chǎn)品性能日趨完善。 PSD 可分為一維 PSD 和二維 PSD。 國內(nèi)外同類課題研究現(xiàn)狀 位置敏感探測器 (PSD)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 半導(dǎo)體位置敏感器件 (Position Sensitive Detector 簡稱 PSD)是一種對其感光面上的入射光點位置敏感的光電器件，即當(dāng)入射光點落在器件感光面的不同位置時，將對應(yīng)輸出不同的信號。 目前液體濃度的檢測方法雖然很多，但大部分采用接觸式檢測方法，接觸式方法對某些有害液體有一定危險性。 課題設(shè)計的目的意義 濃度是衡量工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的一項非常重要的指標(biāo)，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)企業(yè)除了在化驗室對產(chǎn)品的濃度進行檢驗外，還要求在生產(chǎn)線上對產(chǎn)品的濃度進行監(jiān)控，化驗室檢驗只是抽樣檢驗，步驟繁瑣，實時性差，不易控制產(chǎn)品質(zhì)量，僅僅依靠這種方法很難滿足生產(chǎn)要求。 濃度的變化會引起液體折射率的變化，對于固定的入射光線，折射率的變化會導(dǎo)致出射光線發(fā)生偏移，利用光電位置敏感器件檢測出光線偏移量的大小，便可得到液體的折射率，進而計算出液體濃度。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)時間快以及自動化程度高等優(yōu)點，能夠方便、準(zhǔn)確地實現(xiàn)液體濃度的實時在線檢測。 新型濃度檢測系統(tǒng)檢測方法的準(zhǔn)確性在理論分析和實驗仿真中得到了驗證，一些影響檢測結(jié)果的主要因素也在本文中作了細致的分析。 基于光電位置敏感器新型濃度檢測系統(tǒng)主要由半導(dǎo)體激光器、光學(xué)系統(tǒng)、 PSD 信號調(diào)理電路、單片機系統(tǒng)、 A/D 轉(zhuǎn)換電路和顯示電路組成。濃度的變化會引起液體折射率的變化，對于固定的入射光線，折射率的變化會導(dǎo)致出射光線發(fā)生偏移，利用光電位置敏感器件檢測出光線偏移量的大小，便可得到液體的折射率，進而計算出液體濃度。 畢業(yè)論文 基于單片機的液體濃度 檢測系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 ： 學(xué)號 ： 系 部： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 自動化系 電氣工程及其自動化 誠信聲明 本人鄭重聲明 : 本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 年 月 日太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 I 基于單片機的液體濃度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 目前，實時在線液體濃度檢測技術(shù)還比較落后，研究開發(fā)新型的液體濃度檢測系統(tǒng)具有重要意義?；谝陨侠碚摚疚?提出 一種雙隔離窗的光透射方法應(yīng)用于液體濃度的檢測。由激光器發(fā)出激光，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射在一維 PSD 上， PSD 信號調(diào)理電路將輸出的電流信號進行調(diào)理，再由A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過適當(dāng)接口將其送入 AT89C52 單片機，單片機對數(shù)據(jù)處理后，由顯示電路顯示出待測液體的濃度。實驗表明，溫度漂移和光源強度對本系統(tǒng)的影響非常小。 關(guān)鍵詞 ： 位置敏感器件（ PSD），半導(dǎo)體激光器，液 體濃度， AT89C52 單片機 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 II Liquid concentration monitoring system design based on single chip microputer Abstract At present, realtime online liquid concentration detection technology is still relatively backward. Research and development of a new type of liquid concentration detection system is of great significance. Changes in concentration can make changes of refractive index in liquid, which will cause exit ray excursion as to the fixed incident ray. Therefore, refractive index will result from ray excursion, whose size can get from using photoelectric position sensitive detectors to detect, thus calculating the concentration of the liquid. Based on the abovementioned theory, this paper firstly presents light transmission liquid concentration detection system using a double isolated optical transmittance window. Based on PSD, the new concentration detection system mainly includes the semiconductor laser diode, optical system, and the PSD signal conditioning circuit, SCM system, and A/D converter circuit and display system. Laser issued by the laser machine, via optical system irradiates on the single dimension PSD, then after PSD signal conditioning circuit recuperating the current output signal, the A/D converter circuit will transfer analog into digital, through an appropriate interface into AT89C52 single chip. After data processing, the display system finally shows the concentration of the unknown liquid. The accuracy of New Detection System concentration detection is proved by theoretical analysis and experimental simulation, and some main factors that make impact on the results are also made detailed analysis in this paper. Experiments show that the temperature drift and the strength of light sources make little influence on this system. The system is simple in structure, high sensitivity, good stability, fast response time and high degree of automation advantages, can be a convenient way to achieve accurate, realtime detection of liquid concentration. Key words: position sensitive detector (PSD), semiconductor laser diode， liquid concentration, AT89C52太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 III 目 錄 第 1章 緒論 ............................................................. 1 課題設(shè)計的目的意義 ............................................ 國內(nèi)外同類課題研究現(xiàn)狀 ........................................ 1 位置敏感探測器 (PSD)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r .................... 1 液體濃度測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ......................... 2 課題設(shè)計的主要內(nèi)容 ............................................ 3 第 2章 總體方案 .........................................................4 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ..............................................4 系統(tǒng)性能指標(biāo) ..................................................4 第 3章 新型濃度檢測系統(tǒng)設(shè)計 .............................................6 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計 ..................................................6 光源的選擇 ............................................... 6 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計 ............................................. 7 半導(dǎo)體位置敏感器件 PSD.........................................9 PSD 的結(jié)構(gòu) ............................................... 9 PSD 的工作原理 .......................................... 10 常用 PSD 器件的種類 ...................................... 12 PSD 的主要性能參數(shù) ...................................... 14 影響 PSD 性能的因素 ...................................... 15 PSD 的選取 .............................................. 16 PSD 信號調(diào)理電路的設(shè)計 ........................................17 前置放大、主放大電路 .................................... 18 背景干擾及暗電流消除 .................................... 21 陷波電路 ................................................ 24 單片機硬件系統(tǒng)的設(shè)計 .........................................25 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 IV 單片機系統(tǒng)概述 .......................................... 25 電源電路設(shè)計 ............................................ 27 ADC0832 芯片及其接口 .................................... 28 LCD 顯示電路設(shè)計 ........................................ 30 第 4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ..................................................34 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程 .............................................34 A/D 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計 ............................................35