光强检测系统设计报告
学习环境光照强度自动检测装置项目研究报告
读书学习环境的光照强度自动检测报警装置研究报告目录1 概述 (1)1.1研究背景 (1)1.2设计目标及思路 (1)2 相关知识及原理 (1)2.1光传感器 (2)2.2光照度传感器的工作原理 (2)2.3照度的概念及相关标准 (4)3 方案设计及实现 (5)3.1方案设计 (5)3.2器件选型与实现 (7)3.3使用 (7)4 结论与展望 (8)4.1结论 (8)4.2展望 (8)读书学习环境的光照强度自动检测报警装置研究报告关键词：光照强度检测、自动报警、视力保护、用眼健康申报学科：物理1 概述1.1研究背景目前，我国中小学生花费大量时间用于完成课后作业或读书，课后学习时间主要在傍晚进行，学习环境的光照强度是否适宜，对学生的用眼健康影响很大。
学生在写作业时，台灯的亮度可调，不能准确判断亮度是否适宜，或者忙于写作业，亮度问题被忽略了，经常存在光线较暗的环境下学习的情况，这样长期下去损伤视力，对学习和生活都造成很大不便。
1.2设计目标及思路本项目研究就是为解决该问题，设计并实现一个光强自动检测装置，即“读书学习环境的光线自动检测报警装置”，该装置能够实现学习环境光强的自动检测，在光照强度不符合标准时能立即给出报警反馈，以便及时调整光照亮度，确保在健康的光照条件下学习。
围绕完成该研究目标，项目研究计划如下:1）进行调查，看学生是否有学习环境光强的科学认知和相应检测手段，并进行需求分析。
2）学习环境的光线自动检测报警装置相关知识，并完成方案设计。
3）器件选型和采购。
4）整个装置的制作和效果实验及改善过程。
5）完成整个装置，并检验实际效果。
6）撰写研究报告。
2 相关知识及原理本项目“读书学习环境的光线自动检测报警装置”研究的内容主要是光强检测并对检测结果通过指示灯的亮灭展示出来，涉及的物理学知识主要有电路的基本知识、光传感器的原理、照度相关标准等。
下面进行梳理如下:2.1光传感器光传感器是一种传感装置，主要由光敏元件组成，主要分为环境光传感器、红外光传感器、太阳光传感器、紫外光传感器四类，主要应用在改变车身电子应用和智能照明系统等领域。
测光强的实验报告
测光强的实验报告题目：测光强的实验摘要：本实验通过使用光照计来测量不同光源的光照强度，并分析不同光源的亮度差异。
实验结果显示，不同光源的光照强度存在较大的差异，且光照强度与距离的平方成反相关关系。
引言：在照明工程中，了解不同光源的光照强度对于选择适当的照明设备和布置灯光位置至关重要。
测光强实验是一种常用的方法，通过此实验可以获得光源的光照强度数据，并进行分析。
实验目的：1.通过实验测量不同光源的光照强度；2.掌握使用光照计的实验方法；3.分析不同光源的亮度差异。
实验材料：1.光照计；2.3个不同光源（如白炽灯、荧光灯和LED灯）；3.尺子；4.计算机。
实验步骤：1.准备实验材料；2.将光照计置于实验桌上，并打开设备电源；3.分别打开白炽灯、荧光灯和LED灯，调整它们的亮度以适应实验；4.使用尺子测量每个光源与光照计的距离，并记录下来；5.将光照计对准每个光源，并记录下来测得的光照强度数值；6.将测得的实验数据整理并分析。
实验数据：光源1（白炽灯）与光照计的距离为30cm，测得的光照强度为500 lux；光源2（荧光灯）与光照计的距离为40cm，测得的光照强度为800 lux；光源3（LED灯）与光照计的距离为50cm，测得的光照强度为1200 lux。
实验结果分析：通过测量不同光源的光照强度可发现，不同光源的光照强度存在较大的差异。
白炽灯的光照强度最低，为500 lux；荧光灯的光照强度居中，为800 lux；LED 灯的光照强度最高，为1200 lux。
可见，光源的类型和亮度对其光照强度有较大的影响。
进一步分析发现，光源的光照强度与距离的平方成反相关关系。
以光源2（荧光灯）为例，光源与光照计的距离为40cm，而光照强度为800 lux。
如果将光源与光照计的距离增加到80cm，则光照强度会变为原来的四分之一，即200 lux。
这说明光源与被照物体之间的距离越大，光照强度会以距离的平方递减。
结论：不同光源的光照强度存在较大差异，且光照强度与距离的平方成反相关关系。
光强和光弱实验报告
光强和光弱实验报告微弱光实验报告实验名称学院(系) 学生姓名学号专业课程名称实验地点班级课程号实验日期微弱光实验一、实验目的1、了解不同探测器对微弱光探测处理的原理及方法2、了解低噪声放大器的内部原理及应用原则二、实验内容1、普通光电二极管测量微弱光原理实验2、雪崩光电二极管测量微弱光原理实验3、光电倍增管测量微弱光原理实验4、低噪声放大器应用实验三、实验仪器1、微弱光测试实验仪1台2、光源组件1套3、光电二极管组件1套4、APD光电二极管组件1套5、光电倍增管组件1套6、衰减片组件系统1套7、连接线若干8、电源线1根四、注意事项1、连接电路时，保证电路未通电。
2、光源极性不要接反。
3、不要用强光持续照射光电倍增管，特别是在高压下，否则容易使倍增管老化。
五、实验操作成绩指导教师日期第页，共实验名称学院(系) 学生姓名学号专业课程名称实验地点班级课程号实验日期1、低噪声放大器应用实验一个光电探测系统是由光学变换、光电探测器和后续电路处理系统组成，一般光电探测器需连结多级放大器，我们称第一级放大器为前置放大器，对于一个由n个放大器级连成的放大系统，其噪声特性可由弗里斯（Friis）公式表达：NF?F1?Fn?1F2?1F3?1kP1kP1?kP2kP1?kP2?kPn?1（5.1.1）式中NF为系统的总噪声系数；F1为第一级放大器的噪声系数；Fn为第n级放大器的噪声系数；kP1为第一级功率增益，kPn为第n级功率增益。
由上式可以看出，多级放大器噪声系数的大小，主要取决于第一级放大器的噪声系数。
为了使多级放大器的噪声系数减小应尽量减小第一级的噪声系数，同时提高第一级的功率增益kP1，这是指导我们设计低噪声放大器的一个重要原则。
此外，还需考虑放大器的频率特性，动态范围，信号源阻抗等要求。
所以具体电路因系统不同而异。
从低噪声要求出发应考虑如下几点：1）选择内部噪声低，信号源电阻合适的管子前置放大器可由晶体管、结型场效应管、绝缘栅场效应管和集成电路组成。
生态学测定光强的实验报告
生态学测定光强的实验报告实验报告：生态学测定光强引言：光强是指单位面积上单位时间内所接收到的光能量。
在生态学中，光强是研究光合作用和植物生长的重要指标之一。
本实验旨在测定不同光照条件下的光强，并分析其对水生植物的影响。
材料与方法：1. 实验材料：水槽、透明杯、光照计、灯泡、水生植物、测光仪。
2. 实验流程：a) 在水槽中设置透明杯，杯内放置水生植物。
b) 使用光照计测量水槽中的光强。
c) 调节灯泡的距离和功率，改变光照条件。
d) 分别记录不同光照条件下的光强值，并记录水生植物的生长情况。
e) 使用测光仪测量实验结束后水槽中的光强。
结果与分析：1. 在不同光照条件下，测量得到的光强值如下所示：光照条件光强值（单位：lx）A 100B 500C 1000D 20002. 实验结果表明，随着光照强度的增加，光强值也呈现出逐渐增加的趋势。
3. 水生植物在光照条件A 和B 下生长较慢，叶片颜色较浅，而在光照条件C 和D 下生长较快，叶片颜色较绿。
4. 最终测量得到实验结束后的光强值为1500lx，高于光照条件A 和B，低于光照条件C 和D。
讨论：1. 实验结果表明，光强是影响水生植物生长的重要因素之一。
较低的光强会影响光合作用的进行，从而限制了植物的生长速度。
2. 光强的增加可以促进光合作用，导致植物的生长加快，叶片变得更绿。
3. 光照条件C 和D 下的光强值较高，使得植物能够获得足够的光能，从而增强了其生长能力。
4. 实验结束后的光强值为1500lx，接近光照条件C 和D 的光强值。
说明水槽内的光照条件适中，有利于水生植物的生长。
结论：本实验通过测定不同光照条件下的光强，并观察水生植物的生长情况，得出了以下结论：1. 光强是影响水生植物生长的重要因素之一，适宜的光强有利于植物的光合作用和生长。
2. 光照条件C 和D 下的光强值较高，有助于水生植物的生长加快和叶片颜色变绿。
3. 实验结束后的光强值为1500lx，表明水槽内的光照条件适中，有利于水生植物的生长。
光强分布的测量实验报告
光强分布的测量实验报告光强分布的测量实验报告引言光是我们日常生活中不可或缺的一部分，而了解光的特性对于很多科学研究和技术应用都至关重要。
光强分布是指光在空间中的强度变化情况，它对于光的传播和衍射现象有着重要影响。
本实验旨在通过测量光强分布，深入了解光的特性，并探索光在不同介质中的传播规律。
实验方法1. 实验器材准备为了测量光强分布，我们需要准备以下器材：激光器、光电二极管、光屏、光强测量仪等。
2. 实验设置将激光器置于实验室中央，调整其位置和角度，使得激光束尽可能垂直地照射到光屏上。
在激光束出射方向上放置光电二极管，并将其连接到光强测量仪上。
3. 实验步骤a. 打开激光器，并调整其功率，使得激光束的强度适中。
b. 将光屏放置在激光束的传播路径上，确保激光束能够均匀地照射到光屏上。
c. 将光电二极管放置在离光屏一定距离的位置上，并将其与光强测量仪连接好。
d. 打开光强测量仪，并进行校准。
e. 将光电二极管沿着光屏上的一条直线移动，同时记录下每个位置对应的光强数值。
f. 重复以上步骤，改变光屏和光电二极管的相对位置，测量不同条件下的光强分布。
实验结果与讨论通过实验测量，我们得到了不同位置处的光强数值，并绘制出了光强分布曲线。
在理想情况下，我们预期光强应该呈现出中心亮度高、向周围逐渐减弱的分布形态。
然而，在实际测量中，我们发现光强分布曲线并不完全符合这一预期。
首先，我们观察到在光束中心位置，光强确实较高，符合我们的预期。
然而，随着距离光束中心的远离，光强并没有像预期的那样逐渐减弱。
相反，我们观察到在一定距离后，光强开始出现周期性的变化。
这种现象可以解释为光的衍射现象，即光波在通过障碍物或边缘时发生弯曲和扩散。
此外，我们还发现光强分布曲线的形状与光屏和光电二极管的相对位置有关。
当光电二极管与光屏的距离较近时，我们观察到光强分布曲线更加集中，而距离较远时，曲线更加扩散。
这说明光在不同介质中的传播会受到介质的影响，光的传播路径会发生变化。
光强的分布实验报告
光强的分布实验报告实验报告：光强的分布实验引言：在光学研究中，了解光的强度分布对于了解光的行为、优化光学系统的设计具有重要意义。
本实验旨在通过测量光源强度随距离的变化，以探究光强在空间中的分布规律。
实验步骤：1.实验器材准备：双缝衍射装置、光源、刻度尺、测光仪、读数卡等。
2.在实验室安全规范下，设置实验装置并保证光源正常发光。
3.将测光仪与光源间距离设置为一定值，测光仪初始读数归零。
4.以一定的间隔将测光仪沿与光源间距离平行方向移动，并记录每个位置的光强读数值。
5.重复上述步骤多次，取平均值，以增加实验数据的准确性。
6.将实验数据整理成表格，并绘制出光强随距离变化的图像。
7.通过图像分析，得出实验结果，并进行数据处理和讨论。
实验结果与分析：根据实验数据，制作出光强随距离变化的图像，图像中横坐标表示距离，纵坐标表示光强的读数值。
图像显示出光强随距离增加而逐渐减小的趋势，但光强分布并不均匀。
在图像中，我们可以观察到光强的最大值和最小值，并且这些值随距离变化呈现出其中一种规律。
通过对图像的观察和分析，我们发现光强的分布呈现出衍射图案，即具有明显的干涉效应。
在实验中，衍射是由双缝装置引起的，而衍射效应导致了光强的分布不均匀。
根据衍射理论，当光通过一个尺寸较小的孔或缝时，光波会在孔或缝周围扩散，形成衍射图案。
在实验中，双缝装置提供了两个互相平行的缝，使得光通过这两个缝时发生衍射。
衍射的结果是在屏幕上形成一系列的亮暗条纹，显示了在空间中的光强的分布。
实验中观察到的光强图案与理论预测相符。
根据理论分析，光强的分布遵循夫琅禾费衍射公式。
根据夫琅禾费衍射公式可知，衍射的图案与光的波长、缝宽和观察位置有关。
实验中的结果也表明光的传播遵循光的干涉和衍射现象，这意味着光是一种波动现象，并且具有粒子性和波动性的二重性质。
实验结果的合理解释需要结合波动光学理论来理解。
结论：通过本实验，我们探究了光强在空间中的分布规律。
实验结果表明光强分布非均匀，呈现出明显的衍射图案。
日光灯光强测试设计报告
现代电子技术报告题目：测试报告学 院：_________________________ 院 系：_________________________ 班 级：_________________________ 学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 指 导 教 师： 吕勇、 李刚 时 间： 2011.5---2011.6光信息科学与技术 光电信息与通信工程光信0801 2008010750 靖鑫一、日光灯的发光强度测试仪1.目的掌握光电传感器的选择和接口电路的设计，能够针对被测信号的特点设计相应的信号处理电路，理解对测量系统的一般要求（精度、测量范围、响应速度）。
2.考核要求（1）测量范围：能够测量室内可能出现的最强日光灯的光强；（2）测量精度：采用3位半数字万用表作为输出显示，读数稳定在±2LSB；（3）响应速度：> 1 SPS；（4）能够抑制其他光源的干扰。
比如，用手电稳定照射时基本不会干扰输出。
3.提示按照题目要求，只能测量日光灯的“光”，因此，必须在电路上采取措施抑制环境光的干扰。
日光灯发出的光与其他光源发出的光最大不同在于发光频率不同。
因此，系统需要设计相应的信号滤波与处理电路。
鼓励采用单片机来控制，但需要注意自己的时间与精力是否足够！设计最终定稿：1.电流接口电路2.信号放大3.带通滤波器4.精精密整流电路5.低通滤波器6.输出（示波器和万用表）一．接口电路采用芯片：低噪声运算放大器ad795jn 电路实际图:二．同相放大器采用10倍放大三．带通滤波器用FilterPro设计选择要设计的滤波器参数根据响应选择滤波器类型（选择巴特沃斯滤波器）巴特沃斯(Butterworth):通带平坦.脉冲响应比Chebyshev好.衰减速率中.阶跃响应会出现过冲和振荡.切比雪夫(Chebyshev):通带纹波令人讨厌.衰减速率最好.阶跃响应振荡厉害.贝塞尔(Besell):阶跃响应最好,过冲和振荡非常小.缺点是衰减速率差.选用芯片：选择多路负反馈5根据设计先用multisim仿真软件仿真一下，芯片选的是opa2134选用芯片精密放大器opa4277五．低通滤波器。
光电测量系统设计报告
光电测量系统设计报告一、引言近年来，光电测量技术在各个领域中得到了广泛的应用和发展。
光电测量系统是一种用于测量光的强度、波长、光谱、光色度等参数的仪器设备。
光电测量系统在光学、电子、材料等领域中有着重要的用途，本报告旨在设计一种基于XYZ色度标准的光电测量系统。
二、设计原理XYZ色度标准是一种广泛应用的颜色空间，它可以将任意颜色转化为线性变换下的三个刺激值。
光电测量系统基于XYZ色度标准的设计主要包括光源、光谱分析仪、光电传感器和数据处理部分。
1.光源：选择高质量的白色LED作为光源，保证光线的稳定性和均匀性。
2.光谱分析仪：采用高分辨率的光谱分析仪，可以准确地分析光源的光谱，并提供基于XYZ色度标准的光谱数据。
3.光电传感器：选择高灵敏度、宽动态范围的光电传感器，可将光信号转换为电信号，并提供给数据处理部分进行处理。
4.数据处理：利用计算机进行数据处理，根据XYZ色度标准进行色度计算，并将结果显示在计算机屏幕上。
三、系统设计与实施1.硬件设计：(1)光源：选择白色LED光源，通过特殊的光学配置保证光线均匀分布，并通过反馈控制保持光源的稳定性。
(2)光谱分析仪：选择高分辨率光谱分析仪，可以快速获取光谱信息，并将光谱数据传输给计算机。
(3)光电传感器：选择高灵敏度、宽动态范围的光电传感器，可以准确地转换光信号为电信号，并传输给计算机。
(4)数据处理部分：利用计算机进行数据处理，设计合适的算法来实现XYZ色度计算，并将结果通过界面显示出来。
2.软件设计：(1)数据采集：通过光谱分析仪和光电传感器实时获取光谱和光强度数据，并传输给计算机。
(2)数据处理：将光谱数据和光强度数据进行处理，基于XYZ色度标准计算RGB刺激值，并将结果转化为色度坐标。
(3)结果显示：将色度坐标显示在界面上，同时提供保存数据的功能，方便后续分析。
四、系统测试与验证进行系统的测试与验证是确保系统设计能够正确实施的重要步骤。
1.灯光源测试：测试光源的稳定性和均匀性，确保在测量过程中光源的参数保持不变。
光强测量系统设计 2
光强测量系统设计目录设计摘要 (2)一、光强测量系统概述 (2)二、光强测量系统工作原理 (2)三、光强测量系统硬件组成 (3)四、光强测量系统程序设计 (6)五、光强测量系统的技术指标 (10)六、光强测量系统的方案论证 (11)七、结论 (11)附录 (12)光强测量系统设计摘要：采用光敏电阻作为主要感应元件，设计以8051单片机为核心，控制、数据处理和即时显示为他点的光强测量系统。
制作光强测量系统可以实现实时测量，数据存储等功能，具有稳定、实用、方便、快捷、可靠性高的特点，解决光强测量的技术问题，有广泛的应用前景。
一、光强测量系统概述光强测量系统以光强度测量为核心功能，但是在实时处理光强数据时，往往不是要求即时数据，而是需要一个长期数据处理结果和即时数据的比较，所以数据存储和比较显示就显得尤为重要，这次课设完成的光强测量系统就完成了以上功能，有很强的实用性。
这次设计的光强测量系统中，在光强的测量上完成了即时测量、微延迟显示，和时段平均测量值的计算和显示，并将时段光强数据存储在设计好的扩展存储空间中。
通过这样的设计完成了一个高效多能的光强测量显示系统，达到了一个采集系统的标准。
二、光强测量系统工作原理以8051单片机为核心，在单片机内部完成数据的存储及处理功能，通过数模转换芯片完成模拟信号到数字信号的转换及输入，再将数据存入存储芯片，在单片机进行数据处理后再对需要显示的数字信号进行译码显示在七段数码显示器上。
每个芯片的电源处有耦合电容相连，当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为电路提供工作电压。
单片机的RESET口上提供了供电自启动，在X1, X2口上提供了12MHZ晶振，以支持单片机的运行与启动。
系统完成了采集功能，存储功能，数据处理功能，测量数据显示功能，达到了设计的基本要求。
三、光强测量系统硬件组成图1为光强测量系统硬件电路原理图，主要由AD转换器、译码器、单片机、显示、存储器等部分组成。
光照度检测系统设计方案报告
光照度检测系统设计方案报告
基于MSP430FE425单片机的光照度检测
系统设计方案报告
组员：鬲随甲刘艺彩
系统硬件设计
该系统主要由四部分组成。
第一部分为光照度测量模块，第二部分为ADC模块，第三部分为数据分析处理模块，即软件部分，第四部分为显示模块。
光照度测量模块
光照度测量模块中，光照度传感器采用光电池，光线照射在光电池上，光电池输出电流大小发生变化，再通过I/V变换及放大电路接入片内ADC。
ADC模块
ADC模块把输入模拟电压转换成数字量。
数据处理模块
ADC采样结果通过比对标准光照度表得到标准光照度值。
通过两种不同的算法，实现两种工作模式：光圈优先和快门优先模式。
所谓光圈优先模式，即由用户输入光圈值，通过当前光照度值计算出最优快门值。
主要是通过查表的方法实现。
该表由光圈值，快门值及对应光照度值组成。
所谓快门优先模式，即由用户输入快门值，根据当前光照度值计算出最优光圈值。
其实现方法和上一样，通过查表实现。
液晶显示
液晶选用LCD048，为7位半数字液晶显示。
系统软件设计
系统软件的主流程如下：
开始——>各部分模块初始化——>检查是否有方式选择按键按下，有则进入相应工作模式处理，没有则进入休眠状态。
软件校准：
1．主要是对ADC结果范围进行确定，进而确定ADC结果的分组表；
2. 获得光电池在特定光照度条件下的输出曲线；
3. 确定两个模块各自的a系数，可通过1，2，条件分析获得。
光强分布测量实验报告
实验名称：光强分布测量实验实验目的：1. 了解光强分布的基本原理和测量方法。
2. 通过实验，掌握光强分布的测量技术。
3. 分析光强分布的特点，验证相关理论。
实验原理：光强分布是指光在空间中的强度分布，它是描述光传播特性的一种重要参数。
本实验采用单缝衍射原理，通过测量不同位置的光强，分析光强分布规律。
实验仪器：1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数据采集系统5. 计算机实验步骤：1. 将激光器发出的光束通过单缝衍射装置，调节单缝宽度，使衍射光束照射到光电探测器上。
2. 使用数据采集系统实时采集光电探测器接收到的光强信号。
3. 改变光电探测器的位置，记录不同位置的光强数据。
4. 分析光强分布规律，绘制光强分布曲线。
实验结果与分析：1. 光强分布曲线：实验得到的单缝衍射光强分布曲线如图1所示。
从图中可以看出，光强分布具有以下特点：（1）光强分布呈中心亮、两侧暗的规律，形成一系列明暗相间的条纹。
（2）光强分布存在明暗条纹的周期性变化，即光强分布呈现周期性变化。
（3）明暗条纹的间距随着距中心位置的增加而增大。
2. 光强分布规律：根据单缝衍射原理，可以推导出光强分布的公式：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin(\theta)}{\theta} \right)^2 \]其中，\( I \)为光强，\( I_0 \)为中心光强，\( \theta \)为衍射角。
通过实验测量得到的光强分布曲线与理论公式吻合较好，验证了单缝衍射原理的正确性。
3. 影响光强分布的因素：（1）单缝宽度：单缝宽度越小，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。
（2）入射光波长：入射光波长越长，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。
（3）探测器位置：探测器位置不同，光强分布曲线形状不同。
实验结论：1. 本实验通过单缝衍射原理，成功测量了光强分布，验证了光强分布规律。
2. 实验结果表明，单缝衍射光强分布具有周期性变化，且与理论公式吻合较好。
基于光学原理设计测量光强分布实验报告
基于光学原理设计测量光强分布实验报告本实验旨在利用光学原理设计一种测量光强分布的实验系统，通过该系统可以对光源发出的光线的光强进行精确测量。
一、实验设备1、激光发生器2、透镜组3、光电二极管4、直流电源二、实验原理光强是指单位面积内光线通过的光通量，单位是流明/平方米。
在进行测量时，使用激光发生器发射激光，并经过透镜组后，将光聚焦到光电二极管的敏感面上。
光电二极管通过将光转化为电信号来获得光强数据。
因为激光光线方向性极强，可以通过利用光路筛选出所需光线，从而严格保证了测量结果的精确性和可靠性。
三、实验步骤1、将激光发生器的光传输管路与透镜组相连，以保证光线聚焦到光电二极管的敏感面上。
2、调整透镜组的位置，使得光线完全投射到光电二极管上。
3、连接直流电源，将光电二极管正极与正极相连，负极与负极相连。
4、启动激光发生器，进行光强测量。
5、测量完毕后，关闭激光发生器和直流电源。
四、实验结果通过实验，可以获取激光发射出来的光线的光强分布情况。
通过测量，我们可以得到一个普通灯泡的光强分布情况如下：区域光强中心位置3000lm 中心位置两侧10cm 2500lm 中心位置两侧20cm 2000lm 中心位置两侧30cm 1600lm 中心位置两侧40cm 1200lm 中心位置两侧50cm 800lm五、实验结论1、光强分布在中心位置最高，随着距离增加，光强逐渐降低。
2、设计的基于光学原理的测量光强分布的实验系统结构紧凑，使用方便，测量结果精确。
3、该实验系统可用于测量一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论指导和实际数据支持。
总之，我们通过本次实验，深入了解了基于光学原理测量光强分布的原理和操作方法，并实际测量了一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论依据和实验数据支持。
光线强度测定实验报告
一、实验目的1. 了解光线强度的概念及其测量方法。
2. 掌握使用光强计测量光线强度的操作步骤。
3. 分析不同光源的光线强度差异。
二、实验原理光线强度是指单位时间内通过某一面积的光能量，通常用单位面积上光功率的瓦特（W）来表示。
本实验采用光强计测量光线强度，其原理是利用光电效应将光信号转换为电信号，再通过电信号处理得到光线强度值。
三、实验器材1. 光强计2. 光源（如：白炽灯、LED灯、激光笔等）3. 光强计支架4. 光强计探头5. 电压表6. 电流表7. 电阻箱8. 电缆线9. 实验记录本四、实验步骤1. 将光强计探头插入光强计支架的插座中，确保连接牢固。
2. 将光强计探头对准光源，调整探头与光源的距离，使光线垂直照射到探头。
3. 打开光源，记录电压表和电流表示数。
4. 读取光强计显示屏上的光线强度值，记录数据。
5. 改变光源类型或调整光源与探头之间的距离，重复步骤3-4，记录数据。
6. 利用电阻箱改变电路中的电阻值，观察光强计显示屏上的光线强度值变化，记录数据。
7. 整理实验数据，分析不同光源和不同距离下的光线强度差异。
五、实验结果与分析1. 不同光源的光线强度比较实验结果表明，LED灯的光线强度最高，白炽灯次之，激光笔最低。
这是因为LED 灯具有更高的发光效率，能够发出更集中的光线。
2. 不同距离下的光线强度比较实验结果表明，随着光源与探头之间距离的增加，光线强度逐渐减小。
这是因为光线在传播过程中会发生衰减，距离越远，衰减越明显。
3. 电阻值对光线强度的影响实验结果表明，随着电阻值的增加，光强计显示屏上的光线强度值逐渐减小。
这是因为电阻值增加会导致电路中的电流减小，从而降低光强计的灵敏度。
六、实验结论1. 本实验成功测量了不同光源和不同距离下的光线强度。
2. LED灯具有更高的发光效率，光线强度最高。
3. 光线强度随距离的增加而减小，随电阻值的增加而减小。
七、实验注意事项1. 实验过程中，确保光强计探头与光源之间的距离适中，以保证光线垂直照射到探头。
车辆光强检测系统设计方案
车辆光强检测系统设计方案背景在现代交通中，车辆的光强检测是非常重要的，不仅可以确保行车安全，还可以避免对其他车辆和行人的影响。
因此，为了确保行车安全和遵守道路交通规则，开发一款有效的车辆光强检测系统是至关重要的。
设计方案本车辆光强检测系统的设计方案结合了光学和电子技术，解决了目前市场上现有的光强检测系统存在的缺陷，实现了功能全面且精准可靠的光强检测。
系统组成车辆光强检测系统由以下几个组成部分组成：D摄像头：用于拍摄车辆前灯照射距离近处和远处的光强分布图像，并通过数字信号处理和图像处理算法，处理并提取图像信息。
2.显示屏：用于显示摄像头采集到的车辆前灯照射距离近处和远处的光强分布图像。
3.光强测量控制器：用于控制和监测CCD摄像头和显示屏的工作，对拍摄到的图像进行处理，并计算并显示车辆前灯的光强数据。
4.光强检测传感器：使用可选的光强传感器来提高测量精度，测量光强，并将数据传输到光强测量控制器中进行处理。
工作原理1.当车辆前灯开启时，CCD摄像头将会拍摄一组车辆前灯照射近处和远处的光强图像。
2.图像将通过数字信号处理和图像处理算法进行处理，最终得到车辆前灯照射近处和远处的光强分布图像。
3.光强测量控制器将根据这些数据计算并显示车辆前灯的光强数据，并对其进行存储。
4.如果有光强传感器，则在测量光强时会在系统中使用该传感器，以提高测量精度。
特点与优势1.精度高：由于系统使用CCD摄像头和光强传感器，因此测量光强的精度要高于市场上现有的光强检测系统。
2.功能全面：系统可以测量车辆前灯照射近处和远处的光强分布和光强数据，并显示在显示屏上，方便驾驶员和交通管理人员。
3.显示直观：由于摄像头拍摄到的图像可以通过显示屏直观地显示出来，所以系统可以帮助驾驶员更好地了解车辆灯光照射的情况。
4.可靠稳定：系统使用数字信号处理和图像处理算法进行图像处理，并通过存储数据的方式保证了系统的可靠性和稳定性。
结论本车辆光强检测系统是一款功能全面且精准可靠的光强检测系统，可以有效地确保行车安全和遵守道路交通规则。
光强计计设计报告
照度计的设计摘要在现实运用中，照度的测量是很常见的。
本文设计了一种成本低、易携的数显照度计。
本系统是以单片机ATMEGA16为核心部件的测量系统，它包括信号采集、信号放大、A/D 转换、LED显示、键盘等部分。
首先，本文选用了光谱响应范围宽，响应时间短，光电转换效率高、PN结面积大的的硅光电池作为照度计的光电转换的探头，并把它做成一个单独的光探头，并加了以劝滤光器和余弦修正器，与机身分离，更加适应余弦定律，提高了测量的精度和范围。
其次，本文重点做了以下工作:(1)光电转换前置放大电路的设计:为了提高照度计的测量准确度，确保光电间的线性关系，本设计把运算放大器接成电流电压变换器的形式，一方面可得到零负载效应;另一方面，短路电流通过反馈电阻变成电压量，实际效果相当于流过一个负载电阻形成的压降。
(2)A/D转换电路的设计:由于可见光照射硅光电池时产生的光电流范围太大,使用了10位A/D转换的精度。
(3)显示电路的设计:本系统选用led数码管显示模块，降低了成本。
通过实验测试，本系统设计合理，其测量范围、分辨率、光谱响应误差基本上达到了设计的要求。
关键词:硅光电池;A/D转换;单片机照度计的工作原理2.1光度学中的基本量在光辐射测量中，与能量有关的量有两类:一是物理的，即客观的，叫做辐射度学量，简称为辐射量;另一类是生理的，即主观的，叫做光度学量，简称光度量。
前者表示某辐射源客观上发射出的辐射能的大小，后者表示人的视觉系统主观上感受到的那部分辐射能的强度。
(1)光通量(luminous flux)光源在单位时间内发出的光量称为光通量，在光度学中，光通量是从辐射通量导出的量，它明确地定义为能够被人眼视觉系统所感受到的那部分辐射功率的大小的量度。
单位是流明(inmen)，符号为lm，表达式为:(2.1)(2)光亮度(luminanee)L，一个面光源，除了可以用发光强度来描述它在某一个方向上的发光能力之外，还要知道它每一单位面积在这个方向上的发光能力，以便比较两种不同类型光源的明亮程度，这就要用到亮度这个概念。
光强检测系统课程设计
光强检测系统课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习光强检测系统的基本原理、组成及应用，使学生掌握光强检测的基本方法，提高学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解光强检测系统的原理及组成；（2）掌握光强检测系统的调试与优化方法；（3）了解光强检测系统在实际工程中的应用。
2.技能目标：（1）能够独立完成光强检测系统的搭建与调试；（2）能够运用光强检测系统解决实际问题；（3）具备一定的创新能力和团队协作能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对光强检测技术的兴趣，激发学生探索科学的热情；（2）培养学生具备良好的职业素养，提高学生的社会责任感；（3）培养学生团队协作精神，增强学生的沟通与能力。
二、教学内容本课程主要内容包括光强检测系统的原理、组成、调试方法及应用。
具体安排如下：1.第一章：光强检测原理（1）光强的定义及表示方法；（2）光强检测的物理原理；（3）光强检测系统的性能指标。
2.第二章：光强检测系统的组成（1）光源；（2）光检测器；（3）信号处理与显示部分。
3.第三章：光强检测系统的调试与优化（1）系统调试方法；（2）系统优化策略。
4.第四章：光强检测系统的应用（1）光通信领域；（2）生物医学领域；（3）环境监测领域。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解光强检测系统的原理、组成及应用，使学生掌握基本知识。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生了解光强检测系统在工程中的应用。
3.实验法：引导学生动手实践，培养学生的实际操作能力和创新能力。
四、教学资源1.教材：《光强检测技术》。
2.参考书：《光学检测原理与应用》、《光电子技术》。
3.多媒体资料：光强检测系统的原理动画、实际应用案例视频等。
4.实验设备：光强检测实验装置、光源、光检测器等。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用以下评估方式：1.平时表现：包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等，占总评的30%。
光强测量课程设计报告
光强测量课程设计报告一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握光强的概念、测量方法和应用，培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解光强的定义、单位及物理意义。
（2）掌握光强的测量方法，如光电式光强计、光电池等。
（3）了解光强在生产、生活中的应用，如摄影、照明等。
2.技能目标：（1）能够使用光电式光强计、光电池等设备测量光强。
（2）能够根据实际情况选择合适的光强测量方法。
（3）能够运用光强知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科学知识的热爱和好奇心。
（2）培养学生运用科学知识服务社会的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光强的概念、测量方法和应用。
具体安排如下：1.第一章：光强的定义与单位，介绍光强的概念、单位及物理意义。
2.第二章：光强的测量方法，介绍光电式光强计、光电池等测量设备及其使用方法。
3.第三章：光强的应用，介绍光强在生产、生活中的应用实例，如摄影、照明等。
4.第四章：光强测量实验，进行实际操作，巩固光强测量方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解光强的基本概念、原理和测量方法。
2.讨论法：学生讨论光强测量实验中的问题，培养学生的思考能力。
3.案例分析法：分析光强在实际应用中的案例，帮助学生了解光强的实用价值。
4.实验法：进行光强测量实验，培养学生动手能力和实际操作技能。
四、教学资源为实现教学目标，我们将采用以下教学资源：1.教材：《光学基础》等，提供光强的基本概念、原理和测量方法。
2.参考书：《光强测量技术》等，为学生提供更多的光强测量方法和技术。
3.多媒体资料：制作课件、实验视频等，直观展示光强的测量过程和应用实例。
4.实验设备：光电式光强计、光电池等，用于进行光强测量实验。
五、教学评估为全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用以下评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以体现学生的学习态度和积极性。
基于51单片机的光照强度检测报告要点
课程设计报告课程名称：智能仪器课程设计题目：基于51单片机的光照强度摘要光敏电阻测光强度系统，该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。
人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。
该设计可分为三部分：即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。
还可加上照明部分。
对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光强到电阻值的信号转换，再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。
对输入信号处理后，就可以用来显示了。
对于显示部分可利用数码管来显示，不同的光强对应于不同的数值，就能简单的显示出不同的光强了。
本设计就是由单片机STC89C52RC芯片，AD采集模块，运算放大，和1602液晶为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机光照强度检测系统。
该光照强度检测系统可以通过检测光照强度，使得光照在低于一定强度的时候让照明灯亮，是一种常用的测试仪器，它可以用在需要照明的各个地方，根据灯光的强弱，自动控制照明灯的开关，有力地节约了电力资源。
关键词：51单片机，，LM358，ADC0809,1602液晶，光敏电阻目录一、设计任务、要求 (3)1.1 设计任务： (3)1.2 设计要求： (3)二、方案总体设计 (4)2.1 方案一： (4)2.2 方案二： (4)2.3系统采用方案 (4)三、硬件设计 (6)3.1 单片机最小系统 (6)3.2 液晶显示模块 (6)3.3 系统电源 (7)3.4 整体电路 (8)四、软件设计 (10)4.1 keil软件介绍 (10)4.2程序流程图 (10)五、仿真与实现 (12)5.1 proteus软件介绍 (12)5.2 仿真过程 (12)5.3 实物制作与调试 (14)5.4 使用说明 (16)六、总结 (17)6.1设计总结： (17)6.2经验总结： (18)七、参考文献 (19)一、设计任务、要求1.1 设计任务：1).对更多小器件的了解2).巩固51单片机和C语言的知识，熟悉单片机和C语言的实际操作运用3).掌握仿真软件的运用和原理图的绘制4).掌握小信号的放大，滤波与采集5).熟悉调试方法和技巧，提高解决实际问题的能力6).熟悉设计报告的编写过程1.2 设计要求：1).三个按键控制照明灯的控制2).对小信号进行放大，滤波和采集3).1602液晶显示所测光照强度二、方案总体设计设计一个基于51单片机的光照强度检测系统。
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电子设计自动化实训说明书题目：光强检测系统设计系部：信息与控制工程学院专业：电子信息工程班级：学生姓名：学号：指导教师：戴曰章2010年12 月9 日目录1 引言 (1)2 设计任务及要求 (1)2.1基本要求 (1)2.2主要器件及功能 (1)3 总体框图及原理 (2)4 电路原理 (3)4.1电源电路 (3)4.2最小系统电路 (3)4.3显示电路 (5)4.4检测电路 (6)4.5数据传输电路 (7)4.6A/D转换电路 (8)4.7继电器控制电路 (9)5 PCB版图设计 (11)6 实训总结 (12)参考文献 (13)1 引言工农业生产中对光照强度的要求越来越高，为了更好的利用光照来提高生产，应精确的检测并控制光照的强度。
本设计基于此目的，设计了简单的光强检测系统。
2 设计任务及要求2.1 基本要求：设计制作一套单片机光照强度控制系统，包括：（1）硬件原理图（2）印制板PCB图2.2 主要器件及功能3 总体框图及原理图3.1 总体框图设计原理：本设计采用了STC89C52单片机组成光照控制系统，可以实现对光强的控制。
光强传感器采用了光敏电阻,对光照强度进行实时采样。
通过A/D转换模块将采集到的模拟信号转换成数字信号，再通过串行编程模块将其传入到单片机进行处理。
然后通过数码管显示，用继电器控制光照，以此达到对光照强度的控制。
4 电路原理4.1 电源电路图4.1 电源模块电源模块原理：本电路将USB电流作输入，通过滤波、稳压等将电流转换成稳定的电压给系统供电。
4.2 最小系统电路图4.2 MCU最小系统MCU最小系统工作原理：设计中选用STC89C52单片机，共有四个8位的I/O口,外加12MHz晶振提供时钟信号，采用上电复位模式，P2. 2口号和采样与处理器件MAX232CPE通讯，直接输入12位数字量到89C52内进行处理，P2.0口输出控制信号与外接电源构成回路来控制固态继电器的输入信号，P0口与LCD液晶显示模块连接，用于实时光照显示和控制。
4.3 显示电路图4.3 数码管显示模块数码管显示原理：数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。
共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
①静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。
静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。
静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O 端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
②动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
4.4 检测电路图4.4 光强转换模块光强转换模块原理：光照通过R16光传感器将光照强弱转换成电信号并将其传输到A/D转换模块。
图4.5 串行编程模块串行编程模块原理：实现串口通讯功能驱动与串口数据接收功能集成IC这个max232cpe的芯片必须+5V电源才会工作。
主要用在外围设备中主要起到与电脑或单片机这一块串口通讯。
图4.6 A/D 转换模块TLC1543简介：TLC1543 是由TI 公司开发的开关电容式AD 转换器，该芯片具有如下的一些特点：10 位精度、11 通道、三种内建的自测模式、提供EOC （转换完成）信号等。
该芯片与单片机的接口采用串行接口方式，引线很少，与单片机连接简单。
图 1 是TLC1543 的引脚示意图，其中A0~A10 是11路输入，Vcc 和GND 分别是电源引脚，REF+和REF-分别是参考电源的正负引脚，使用时一般将REF-接到系统的地，达到一点接地的要求，以减少干扰。
其余的引脚是TLC1543 与CPU 的接口，其中CS 为片选端，如不需选片，可直接接地。
I/O Clock 是芯片的时钟端，Adress 是地址选择端，Data Out 是数据输出端，这三根引脚分别接到CPU 的三个I/O 端即可。
EOC 用于指示一次AD 转换已完成，CPU 可以读取数据，该引脚是低电平有效，根据需要，该引脚可接入CPU 的中断引脚，一旦数据转换完成，向CPU 提出中断请求；此外，也可将该引脚接入一个普通的I/O 引脚，CPU 通过查询该引脚的状态来了解当前的状态，甚至该引脚也可以不接，在CPU 向TLC1543发出转换命令后，过一段固定的时间去读取数据即可。
模数转换的过程：模数转换包括采样、保持、量化和编码四个过程。
在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样，量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样速率一般取 max 5.2f f s 。
通常采样脉冲的宽度 w t 是很短的，故采样输出是断续的窄脉冲。
要把一个采样输出信号数字化，需要将采样输出所得的瞬时模拟信号保持一段时间，这就是保持过程。
量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散时间、离散幅度的数字信号，量化的主要问题就是量化误差。
假设噪声信号在量化电平中是均匀分布的，则量化噪声均方值与量化间隔和模数转换器的输入阻抗值有关。
编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。
这些过程有些是合并进行的，例如，采样和保持就利用一个电路连续完成，量化和编码也是在转换过程中同时实现的，且所用时间又是保持时间的一部分。
4.7 继电器控制电路图4.7 继电器模块继电器模块驱动原理：当STC89C52单片机的P3.5引脚输出低电平时，三极管T5饱和导通，+5V电源见到继电器线圈两端，继电器吸合，同时状态指示的发光二极管也点亮，继电器的常开触点闭合，相当于开关闭合。
当STC89C52单片机P3.5引脚输出高电平时，三极管T5截止，继电器线圈两端没有电位差，继电器衔铁释放，同时状态指示的发光二极管也熄灭，继电器的常开触点释放，相当于开关断开。
注：在三极管截止的瞬间，由于线圈中的电流不能突变为零，继电器线圈两端会产生一个较高电压的感应电动势，线圈产生的感应电动势则可以通过二极管释放，从而保护了三极管免被击穿，也消除了感应电动势对其他电路的干扰，这就是二极管的保护作用。
5 PCB版图设计图5.1 PCB版图设计6 实训总结通过这次实习,我们熟练掌握了常用的电工工具的使用方法和注意事项，使我们对电子工艺的理论有了更深入的了解.我们熟悉了从设计电路，仿真，制板，焊接，调试电路的技巧,工作原理与组成元件的作用等.这些知识不仅仅是在课堂上有效,对以后的学习也同样有很重要的意义.而且在日常生活中也有着非常现实的意义.同时还培养了我们的团队合作精神.我们明白了,在团队里面.光靠一个人的力量是远远不够的.只有大家齐心协力、共同合作才能够又快又好地完成任务.这次的实习对自己的动手能力是一个很大的锻炼.我们平时都只注重理论方面的学习,而往往忽略了实践的重要性.俗话说:实践是检验真理的唯一标准.没有足够的动手能力,很难在未来的科研尤其是实验研究中有所成就.在实习中,我们锻炼了自己的动手能力,掌握了操作技巧,提高了自己动手解决问题的能力.比如电路板的制作就是一个不小的挑战，稍不留神就会在过塑的时候出错，电路图印在板上不完全。
但我们在面对困难的时候没有退却，经过5次重复实验最后还是较好的完成了任务.两周的实习很短暂,但却给我们以后的道路指出一条明路,那就是思考着做事,事半功倍,更重要的是,做事的心态,也可以得到磨练,可以改变很多不良的习惯,例如：在电工实习过程中,起初效率低.为什么呢?那是因为在开始的时候大家并没有进行明确的分工.三个人中只有一个人在做,另外两个人更像是与实验无关的局外人.而且在开工前,也没有统一意见,彼此缺少应有的默契.而通过不断的磨合,心与心的交流以及对操作的逐渐熟练,使我们学到了这种经验。
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