反射式光纤位移传感系统专业综合训练报告

1、燕山大学专业综合训练报告题目：反射式光纤位移传感系统 学院（系）：信息科学与工程技术学院年级专业：09级光电子一班学号：090104040005学生姓名：侯兴怀指导教师：毕卫红燕山大学专业综合训练报告1训练概况1.1 训练目的根据本专业的培养方向：电子科学与技术专业的学生应掌握电子学和光子学的基本理论、基本知识，要拥有光学技术、光传感等方面的专业知识。在大学本科阶段，注重培养学生的科学研究能力和实际工作能力，加强实践环节、加强基本技能训练。专业综合训练是安排在大学四年级的一项教学实践环节，是在学生学习了本专业的全部专业基础课和部分专业课后安排的。通过理论与实践的结合，可使学生加深对所学知识的理

2、解，弁为后续的学习指引方向。同时使学生初步了解光电系统的设计、制作、 调试过程，为将来走上工作 岗位奠定基础。本次训练应达到的目标是：1. 了解光电技术的应用情况；2. 了解光纤传感器的制作、光参数的设计与实现方法；3. 了解电子电路的系统设计、焊接、制版，组装等工艺过程；4. 了解光电系统的安装、调试过程；学习分析、排除故障的方法；5. 掌握反射式光纤位移传感器工作原理、传感系统测量位移的方法及仪器的标定方法。1.2 训练内容训练内容：光纤位移传感系统，属于强度调制光纤传感器是利用待测物理量引起光强变化，通过检测光强的变化实现对待测物理量的测量，如位移、压力、振动、表面粗糙度等。1.3 时间

3、安排第1周：周一：专业综合训练总体内容讲解，领取专业综合训练任务；周二周四：查阅资料，设计电路、了解其光学原理；周五：对设计文件进行验收；第2周：元器件分选、电路焊接与调试、光纤组件制作；地点：信息馆212第3周：进行电路仿真、程序编写调试 地点：信息馆201第4周：样机调试、位移传感系统测试数据提交、验收答辩；总结并撰写训练报告地点：信息馆212、2012设计原理2.1 理论基础反射式强度调制型光纤传感器 ( RIM-FOS,Reflective Inten sity Modulated Fiber Optic Sensor)是一种非功能型光纤传感器，光纤本身只起传光作用。反射式光纤传感器的

4、原理如图1所示。光纤探头 A由两根光纤组成，一根用于发射光，一根用于接收反射体反射的光，R是反射体。系统可工作在两个区域中，前沿工作区和后沿工作区(见图4)。可以看出，当在前沿区域工作时可以有较高的灵敏度；当在后沿区域中工作时，可以获得较宽的动态范围。 A0第5页共14页(a)光纤探头示意图(b)等价光纤坐标系统图1光纤反射调制原理图2.2 原理框图图2系统原理框图燕山大学专业综合训练报告图4电路原理电源图第7页共14页2.3电路原理图2.3.2图3电路原理总图电源燕山大学专业综合训练报告第13页共14页2.3.3 D/A 转换YFFRVREf FB Z-EDO34P2416P2513FM1J

5、P27B"""口 ACOS32LCJ iD I D2 r i D -1 DJD6DI2O)2.3.4单片机r . fVU?.|*|-<fl- ?7-1-4567fL p ofar -I 111口kVFIDDDDDDDD口 ACOS32LCJ(2a)2.3.5显示模块 IIQVTI右 DUT2图5电路原理D/A转换图-12V12VNODE NLXtLDCATBODEKTRK1 了gvTiII DUT2图6电路原理单片机图LLSFA as Q 舟 fQbfQbr O 1J : O t ±jt?dpdpdp<Spdpcomi DL*G4SLH bS

6、EC c5 ED dSEE e社F Fenmi DFG1SEG出coml DIG2SRDPdn1 pnm4 pr<rjSR4205NK LiSEA *aaaaais Qb Q Q G hLorn 9 DI.j45FB bSLC cSED虽占dpcpdpcpSEE eSEF Fcom? DIG?SEfi r:oml DI 石审SEDPdpcom4 DIG"SR420561K1 Trtk>* * RW $E右PUI 窘PD3 10P 5 1216图7电路原显示模块图2.3.6恒流源Dis DGU 口回 iED IO iEDPCig 5 CTDPGfl 5CCMK Vft Ul

7、&ISI-1 DiC" UC1B &EB 口LQ5 EEF 1GI SXA 匚 占CLKWW(T2I9,L图8电路原恒流源图KLM1FT图9仿真图2.5程序流程图燕山大学专业综合训练报告第23页共14页2.6实验数据分析2.6.1调制特性曲线绘制出LED驱动电流为30mA、40mA、50mA系统的调制特性曲线驱动电流（步进2mA）电压/V0mA 1.96 3.9215.882 7.8439.80411.76513.726 15.68717.648219.609 21.57 23.53125.492 27.45329.41431.37500.20290.42080.63

8、360.85151.05941.26241.46041.65841.84662.03962.22282.4062.58922.76742.92582.9654电压驱动电流（步进5mA）v/v0 4.902 9.80414.707 19.609 24.51129.414 34.31600.52971.06431.56442.04462.512.94562.96540246试8101214161820222426283032343.5LE 光源P-I特性曲线测32.521.510.50驱动电流LEDt源P-I特性曲线测试压2? 6? 2反射光强与驱动电流的关系将探头与反射体距离固定在最大位置处，调

9、节LED驱动电流（步长约 1mA）绘制LED的P-I特性曲线:距离/mm 30mm000.10.02460.20.12350.30.24210.40.39030.50.53850.60.68180.70.82010.80.95850.91.08211.17591.1 1.251.2 1.29441.3 1.30231.4 1.29941.5 1.25991.6 1.21051.7 1.15611.8 1.09191.9 1.022720.95352.1 0.89422.2 0.832.3 0.77072.4 0.71142.5 0.66712.6 0.61262.7 0.57312.8 0.5

10、2372.9 0.489130.45453.1 0.42493.2 0.39523.3 0.36563.4 0.33593.5 0.31123.6 0.29153.7 0.271735mm40mm000.06910.09380.19260.23710.34090.40020.51380.60270.69170.79050.85970.97821.02271.1611.18571.33761.32411.5021.44761.64021.53651.74411.59091.80831.62551.84291.600081.84781.55631.8331.5061.79851.43281.729

11、21.36361.66011.28461.5811.21051.49711.14131.4131.06721.3340.9981.25490.92881.17590.86951.10180.82011.03750.77070.97820.72130.92390.67680.86950.64230.82060.60270.77570.57310.74110.53850.69660.50390.6620.47920.62740.45940.60270.43470.57845mm50mm000.09380.0790.2470.24210.44460.44460.62270.6670.86460.91

12、41.06221.1261.26481.34591.45751.55631.64031.74411.79051.9171.89722.02571.95152.09982.0012.13932.00592.14431.97632.11461.92692.06521.86761.9961.77861.91211.68971.81321.59581.71941.50291.62051.4181.52671.3291.43771.24011.34391.1611.25991.09191.17591.03261.11160.97331.04740.9140.98320.85970.92390.81520

13、.87450.77070.82510.72120.78060.68670.73610.64720.69660.61760.66270.58280.63243.83.944.14.24.34.44.54.64.74.84.950.25190.23220.21730.19760.18280.16790.15310.13810.12840.11850.10370.09390.0830.4050.38950.36560.34580.3310.31120.29130.28650.27170.26180.2470.23710.22720.54840.52860.50390.48420.46040.4446

14、0.42490.410.39520.38040.37050.35570.34580.56340.53850.51380.4890.46930.44960.42980.4150.39520.38040.36560.35070.33590.59720.56310.54340.51320.4940.46960.44960.42980.410.39520.38040.36560.3507反射式位移调制特性曲线压距离/mm-30mA,35mA,一40mA,一? 45mA.50mA.3心得与体会的。做了四周的课程设计,有很多的心得体会，有关于单片机方面的,有关于光纤方面我们组一共有三个人,课程设计过程中有

15、很多不懂。所幸的是,我得到了很多同学的帮助。首先我们用Protues做了一些仿真图，做一些理论上的研究。接下来就是做硬件方面的在这个时候也有很焊接工作了。没想到这项看起来不需要多少技术的工作却是非常的劳心劳力。多人帮助我，在我打盹儿的时候帮我做点焊接。接着是编程。51的引脚及其功能，a/d转换，d/a转换，所有用到的都一再的看 书了解， 同时请教同学我看书过程当中的疑惑。在这个过程中又发现了以前焊接当中出的一些问题，能改的就改。这方面的工作挺难，也挺烦，需要耐心。最后是数据测量，按照老师讲的一步步耐心测试，顺利完成。我发现自己对单片机也有兴趣，想寒假回家以后自己去买一些东西来做。通过这次实践使

16、我更深刻的体会到了理论联系实际的重要性，我们在今后的学习工作中会更加的注重实际，避免称为只会纸上谈兵的赵括。通过这次课程设计，我不仅加深了对理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断 完善，成为真己的 东西。设计结果能够符合题意，成功完成了此次实习要求，我们不只在乎这一结果，更加 在乎的 是这个过程。这个过程中，我们花费了大量的时间和精力，更重要的是，我们在 学会创新的基础 上，同时还懂得合作精神的重要性，学会了与他人合作。燕山大学专业综合训练评审意见表出勤成绩（10分）： A:

17、 100% B: 95%以上 C: 90%以上 D: 80%以上 E: 80%以下设计文件（20分）： A:方案合理可行，设计思路清晰； B:方案较合理可行，设计思路明确； C:方案有部分不合理，设计思路有偏差； D:方案多处不合理； E：方案不合理；焊接及硬件调试、光纤组件制作（30分）： A焊接流程正确，操作方法合理，焊接质量高； B焊接流程正确，操作方法较合理，焊接质量较好； C焊接流程基本正确，操作方法基本合理，焊接质量一般； D焊接流程基本正确，操作方法不太合理，焊接质量较差； E焊接流程不正确，操作方法不合理，焊接质量很差；版图绘制及软件编程调试（_30 分）: A版图绘制合理布局规范，程序编写规范条理