光电综合课程设计报告--测量纸张厚度
一张纸的厚度实验报告
一张纸的厚度实验报告【引言】本实验的目的是通过测量一张纸的厚度，以了解纸的薄厚度量单位，并探究纸的厚度在不同条件下的变化情况。
本实验采用简单的实验装置进行测量，通过多次实验，得出准确的结果并进行分析。
【实验装置和方法】实验所需装置和材料有：一张纸、直尺、卡尺、电子天平。
实验步骤如下：1. 用直尺测量纸的长宽，并记录下来。
2. 用卡尺测量纸的厚度，并记录下来。
3. 将纸张放在电子天平上，记录纸的质量。
【实验结果和分析】经过多次实验，我们得到了以下结果：1. 纸的厚度平均值为0.1毫米。
2. 纸的长为30厘米，宽为20厘米。
3. 纸的质量平均值为5克。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 纸的厚度是一个具体的数值，可以用毫米作为单位进行表示。
通过实验测量，我们可以准确地得到纸的厚度数值。
2. 纸的长宽可以用厘米作为单位进行表示。
通过实验测量，我们可以得到纸的长宽数值，进而了解纸的大小。
3. 纸的质量可以用克作为单位进行表示。
通过实验测量，我们可以得到纸的质量数值，进而了解纸的重量。
【实验结果的应用】纸的厚度、长宽和质量是纸张的重要特性，对于纸张的应用有着重要的影响。
1. 纸的厚度直接影响纸张的质感和手感。
较薄的纸张更柔软，适合用于书写和印刷；较厚的纸张更坚硬，适合用于制作包装盒等。
2. 纸的长宽决定了纸张的形状和大小，对于印刷和制作纸制品具有重要意义。
根据不同的需求，可以选择不同大小的纸张进行印刷和制作。
3. 纸的质量对于印刷和书写质量有着直接影响。
较轻的纸张透明度较高，适合用于复印和打印；较重的纸张透明度较低，适合用于书写和绘画。
【实验的不足和改进方向】本实验存在以下不足之处：1. 实验中使用的纸张样本较少，可能导致实验结果的偏差。
可以增加纸张样本的数量，提高实验的准确性。
2. 实验中使用的实验装置和方法较简单，可能对实验结果产生一定影响。
可以采用更精密的装置和方法进行实验，提高实验的可靠性。
电容传感器测量纸张厚度
本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。
传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。
电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量而且还逐步地扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。
根据δεεS r o =C 可以把电容传感器分为极距变化型电容传感器、面积变化型电容传感器、介质变化型电容传感器。
根据实际不同的需求，可以利用不同的电路来实现所需要的功能。
电容式传感器的特点：（1）小功率、高阻抗。
电容传感器的电容量很小，一般为几十到几百微微法，因此具有高阻抗输出；（2）小的静电引力和良好的动态特性。
电容传感器极板间的静电引力很小，工作时需要的作用能量极小和它有很小的可动质量，因而具有较高的固有频率和良好的动态响应特性；（3）本身发热影响小（4）可进行非接触测量。
布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它可以实现简单的厚度测量，根据电容电路的特性分析可以知道所测布料的厚度。
关键词：厚度测量装置，电容传感器，运算放大电路，仿真第一章对布料厚度测量装置所做的调研 (3)厚度测量装置在工业环境下的意义 (3)厚度测量装置的研究现状 (3)简述设计的整体思路 (4)第二章电容测厚装置的介绍 (6)详细介绍电容测厚装置 (6)设计匹配电路 (8)第三章仿真设计及分析 (9)仿真电路的建立 (9)仿真结果的分析 (13)第四章对课程设计进行试验 (15)实验过程 (15)分析仿真与试验结果的差异 (15)第五章设计体会 (16)第一章对布料厚度测量装置所做的调研厚度测量装置在工业环境下的意义在现代高科技社会中，发展一些厚度测量装置具有非常重大的意义，厚度测量装置的使用将会大大的减少人力的投入，更加方便快捷的得到高精度，高质量的产品，此次我们研究得课题是布料厚度的测量，我们很容易联想到我们身边的各种丝质，棉质等布匹，但是如何在生产时得到等厚度的布料呢。
薄片厚度测量专题设计
薄片厚度测量专题设计实验报告实验名称：薄片厚度测量专题设计实验日期____________温度___________压力___________ 同组者___________一、实验预习部分(实验前完成，并检查，教师签名)1，实验目的：1)、学习一种测量透明薄片厚度或其折射率、空气折射率的方法；2)、进一步了解光的干涉现象及其形成条件；3)、学习调节光路的方法。
2，实验原理：首先了解迈克尔逊干涉仪产生等倾干涉和等后干涉的原理（见迈克尔逊干涉其他实验内容）。
迈克尔逊干涉仪作为测量波长的最常见实验仪器，使用氦氖激光器观察非定域干涉条纹或使用钠光源观察定域干涉条纹。
通常情况下，我们看到的都是等倾干涉，由于光程差与波长的关系，此时，用白光作光源时，由于各种波长的光所产生的干涉条纹明暗交错重叠，无法观察到可见的条纹。
结合迈克尔逊干涉仪产生干涉的原理，可以发现，移动M1与M2’大至重合时，视场中会出现直线干涉条纹，我们称之为等厚干涉条纹，此时换上白光光源，即可见到彩色直条纹，其中中央为一黑（暗）条纹，两旁对称分布的彩色条纹，稍远处即看不到任何条纹。
所以找到等光程位置，是观察到白光干涉条纹的必要条件。
由式：（1）可知，在中央条纹位置，dδ可忽略，则Δ＝2d，所以中央为直线条纹。
白光干涉的主要应用内容有对一透明薄片的测量，当正常调出彩色条纹时，我们在光路中放置一折射率为n，厚度为ι的均匀透明薄片，由于光程发生的改变：Δ′＝l（n-1），原所见的条纹移出视场，将M1向G1方向前移Δd＝Δ′/2，使彩色条纹重现，由式：（2）给定n，读出Δd，可计算出透明薄片的厚度ι，反之给定透明薄片厚度ι，可计算出n。
3，操作原理和注意事项：1)、于薄片材料为石英，即薄又脆，实验过程中务必轻拿轻放。
2)、薄片的两面平行度不是很高，所以加入薄片后观察的彩色条纹会有弯曲现象。
3)、个测量过程中，微动手轮必须是同一方向转动，否则由于空程的影响，精度将很差。
实验一 纸和纸板厚度的测定教学内容
实验一纸和纸板厚度的测定实验一纸和纸板厚度的测定一、实验目的1、掌握纸和纸板厚度测定的方法（GB 451.3—1989）。
2、熟悉仪器的原理及使用方法；3、掌握国家标准所要求的测试方法，学习收集试验数据及进行数据处理；4、了解和分析试验误差。
二、实验原理纸张厚度是指纸或纸板在两测量板间受一定压力下的垂直距离，其结果以mm或μm表示。
根据纸的厚、薄可采取多层测量或单层测量，然后以单层测量的结果表示纸的厚度。
紧度是指单位体积纸和纸板的质量，其结果以g/cm3表示。
右图为纸张厚度测量的仪器，此仪器是将试样夹于测量头与量砧之间，测量头的下端面为规定2cm2的接触面，重锤、测量头和千分表的重力产生100±10kPa的接触压力。
当试样压于测量头和量砧之间时，使测量头移动了一段等于材料厚度的距离，此位移传递给表杆，经过表内齿轮机构放大后，转变为指针沿着度盘的转角而给出厚度的读数值。
本仪器是采用接触测量法原理设计的国际通用的肖伯尔（Shopper）式纸与纸板厚度测定的专用仪器。
仪器可分为下列四个部分：（见图1）图1 纸与纸板厚度测定仪1、座体 2、重锤 3、测量①压纸机构：由重锤（2）、测量头（3）、量砧（4）组成，用于对试样形成规定的压力。
②指示机构：由一标准千分表（8）组成，由它的量杆与测量头上端面接触，使被测量的厚度通过量杆的位移转换为指针的转角而得到读数。
千分表的安装都是以0.2毫米作为测厚仪的零点，以充分利用表的精度。
③提升机构：由拨杆（5）、小轴（6）组成，用来提升测量头以便放入试样进行测量。
④联接机构：由座体（1）、紧固螺钉（7）组成，为仪器的机座和联接上面三部分的结构。
三、试样及仪器仪器：纸与纸板厚度测定仪、可调距切纸刀四、实验步骤①仪器校准：按下拨杆，抬起测量头，再轻轻放下，观察大指针是否对零，如不对零，则略转外表盘，使其对零；反复进行多次，确认大指针对零无误即可。
③按GB 450进行纸与纸板的试样采集。
薄纸厚度的测量
专业 物理学 实验日期 2011.615班级 09（1） 学号 0906010107 姓名 XXX实验名称：用干涉的光学方法测薄纸厚度一、实验目的1、熟练使用读数显微镜2、加深等厚干涉原理的理解3、设计用劈尖测薄纸厚度的方法二、实验仪器3JCD 读数显微镜， GY-5低压钠光灯， 光学平面玻璃板， 薄纸。
三、实验原理利用劈形膜干涉测薄片厚度图1 劈形膜在叠合的两块平板玻璃的一端夹一薄片，即构成空气的劈形膜（见图1）。
在单色光垂直照射下，在空气劈尖的上下表面反射的两束光将发生干涉，形成平行于两块玻璃面交线的等距干涉条纹。
光程差 d 2λ∆=2+ 形成暗条纹的条件为 1)2λ∆=2(κ+故有 1)d 22λλ∆=2(κ+=2+ 与ｋ级暗条纹对应的空气膜厚度 d 2λ=κ设薄片的厚度为D ，从劈形膜尖端到ｋ级暗纹和薄片端面的距离分别为ｘ和ｌ，可知单位长度内的暗条纹数为 ln x =则薄纸处出现暗条纹的级数 klnl x κ==可得薄纸厚度 *2kl D x λ=四、实验步骤(1)将四张薄纸累叠在一起和两块玻璃一起组成如图1 劈形膜，并固定。
(2)用米尺测量从劈形膜尖端到薄纸端面的距离ｌ 三次，求平均值 (3)打开钠灯，将劈尖放在读数显微镜的载物台上，调整反光镜的方向与水平呈45度角，使干涉条纹与目镜中的纵叉丝平行。
左右移动显微镜观察，观看干涉条纹。
(4)任选起始条，测量10（如20,36,42等）条暗条纹（k ）首尾之间的位置距1X 和2X 并记录（注意：起始条纹数为0）。
（应 克服回程差）。
(5)实验完毕，整理实验器材五、原始数据和数据处理入射光钠光光波长589nm λ= 劈尖长l=65mm数据记录与计算 由*2kl D x λ=由于是4张纸薄纸，除以4 得如下： 1D =610655891011.77824-⨯⨯⨯⨯=0.02692mm 2D =636655891016.62924-⨯⨯⨯⨯=0.02599mm 3D =642655891017.46224-⨯⨯⨯⨯=0.02694mm 4D =610655891011.72124-⨯⨯⨯⨯=0.02781mm 5D =620655891013.65524-⨯⨯⨯⨯=0.02619mm 则123451()5D D D D D D =++++=15（0.02692+0.02599+0.02694+0.02781+0.02619） =0.02677mm不确定度 A u ==0.000323B u ∆===0.00058mm合成不确定度 d u ==0.00066m 薄纸的厚度可表示为 D=（0.02677+0.00066）mm =（2.677±0.066）210-mm六、实验结果与分析（1）经实验最终测得一张薄纸的厚度为D=（2.677±0.066）210- mm这个数据表明所测的纸张较薄，与实验室所用纸张基本相符 (2)可能影响实验结果的因素和改进1.干涉条纹不明显，读数易出错;多次测量求平均值2.钠灯光经反光镜后静后进入劈尖比不一定是正入射，即入射光和反射光处处都与表面垂直，而本实验原理是采用正入射的；钠灯加一个毛玻璃，反光镜调45度倾斜角左右(3)注意事项1、为了防止显微镜的“回程误差”，读数鼓轮只能向一个方向转动，切莫回转。
光电技术在纸张厚度动态测量过程中的应用
图6
参考文献
[1] 安毓英 ,曾小东 1 光学传感与测量 1 北京 :电子工业出版社 , 2001
[ 2 ] 钱浚霞 ,郑竖立 1 光电检测技术 1 北京 :机械工业出版社 ,1993 [ 3 ] 何立民 1MCS - 51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技
计量技术 20041No 8
中及计算数据未注单位者均为 mm) 。它是放大 5 倍后的刻线值 ,当相应的实物尺寸用 5 倍物镜放大 后才能与 R 目镜中的刻线重合 。若缩小物镜放大 倍数 ,如改用 3 倍或 1 倍物镜 ,则必须增大实物尺寸 才能与目镜中的 R 刻线重合 ,下折算公式 。
因此 ,为了改善纸张厚度在线检测的方法 ,提高 检测精度 ,我们利用光电测量的非接触性 、高灵敏性 和高精密性的特点 ,以 MCS - 51 重单片机为核心 处理单元 ,完成数据的采集 、标度变换和厚度测量运 算 ,并实现远距离显示测量结果 ,在实际生产应用中 取得了良好的效果 。
二 、测量原理和基本结构
经锁定放大器单元 ,再经校零放大单元 ,通过 A/ D 转换器 ,单片机系统对测量信号进行数据采集 、标度 变化和厚度测量运算 ,将测量结果通过八位 L ED 直 接显示出来 ,如需要也可打印出来 。
图3
11 前向通道设计
成份输出 。这样就将大部分噪声滤除 ,检测出有用
由于光电检测系统中不可避免地存在一定的背 信号并输出 。
测量与设备
光电技术在纸张厚度动态测量过程中的应用
郗志刚
(佛山科学技术学院机电与信息工程学院 ,佛山
528000)
(华南理工大学机周械工宏程甫学院 ,广州
测量纸钞的厚度实验报告
实验题目∶纸钞厚度测量
实验目的∶
1、学习掌握电容传感器的原理及应用。
2、进一步的培养学生动手操作能力和掌握应用电容传感器
来解决实际问题的能力。
实验器材:
电容传感器，示波器，微动测量台架，电容测微仪，计算机实验过程:
1、首先将电容传感器安装到微动测量仪上，讲起下
降到距离下工作台面大约1cm处，依据示波器和电容测微仪上数据变化，确定初始位置。
(先将电容测微仪的旋钮扭之最右端，在调节微动测量台架，使数值显示7500，在调节旋钮至5000左右)
2、测量没有纸钞时的数据，再一次添加纸钞的数目，并记下相应的数值。
实际纸钞厚度测量: 10 x d = 0.87 mm 即d=0.087mm。
经七较，考虑到误差，两只相差不大可以接受。
实验小结:
1、电容式传感器的安装要严格按照说明书进行。
2、测量初始值的调整要小心，防止失真测量。
3、电容传感器可以用到一定厚度介质的测量，精度较高。
电容传感器测量纸张厚度..-(37987)
摘要本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。
传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。
电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量而且还逐步地扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。
根据δεεSr o =C 可以把电容传感器分为极距变化型电容传感器、面积变化型电容传感器、介质变化型电容传感器。
根据实际不同的需求，可以利用不同的电路来实现所需要的功能。
电容式传感器的特点：（1）小功率、高阻抗。
电容传感器的电容量很小，一般为几十到几百微微法，因此具有高阻抗输出；（2）小的静电引力和良好的动态特性。
电容传感器极板间的静电引力很小，工作时需要的作用能量极小和它有很小的可动质量，因而具有较高的固有频率和良好的动态响应特性；（3）本身发热影响小（4）可进行非接触测量。
布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它可以实现简单的厚度测量，根据电容电路的特性分析可以知道所测布料的厚度。
关键词：厚度测量装置，电容传感器，运算放大电路，仿真目录第一章对布料厚度测量装置所做的调研 (3)1.1厚度测量装置在工业环境下的意义 (3)1.2 厚度测量装置的研究现状 (3)1.3 简述设计的整体思路 (4)第二章电容测厚装置的介绍 (6)2.1 详细介绍电容测厚装置 (6)2.2设计匹配电路 (8)第三章仿真设计及分析 (9)3.1 仿真电路的建立 (9)3.2 仿真结果的分析 (13)第四章对课程设计进行试验 (15)4.1 实验过程 (15)4.2 分析仿真与试验结果的差异 (15)第五章设计体会 (16)第一章对布料厚度测量装置所做的调研1.1厚度测量装置在工业环境下的意义在现代高科技社会中，发展一些厚度测量装置具有非常重大的意义，厚度测量装置的使用将会大大的减少人力的投入，更加方便快捷的得到高精度，高质量的产品，此次我们研究得课题是布料厚度的测量，我们很容易联想到我们身边的各种丝质，棉质等布匹，但是如何在生产时得到等厚度的布料呢。
电容传感器测量纸张厚度..
精心整理摘要本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。
传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量可以把根据实很小，根1.11.21.3简述设计的整体思路 (4)第二章电容测厚装置的介绍 (6)2.1详细介绍电容测厚装置 (6)2.2设计匹配电路 (8)第三章仿真设计及分析 (9)3.1仿真电路的建立 (9)3.2仿真结果的分析 (13)第四章对课程设计进行试验 (15)4.1实验过程 (15)4.2分析仿真与试验结果的差异 (15)第五章设计体会 (16)第一章对布料厚度测量装置所做的调研1.1厚度测量装置在工业环境下的意义在现代高科技社会中，发展一些厚度测量装置具有非常重大的意义，厚度测量装置的使用将会大大的减少人力的投入，更加方便快捷的得到高精度，高质量的产品，此次我们研究得课题是布料厚度的测量，我们很容易联想到我们身边的各种丝质，棉质等布匹，但是如何在生产时得到等厚度的布料呢。
这里就会用到厚度测量装置，运用电容式传感器对布料厚度进行测量，将会非常快捷，1.2经过查微波，1.3当忽略边缘效应时，平板电容器的电容为图1-1平板电容器简图δεεδεS S C O r ==（1.3-1） 式中：S ——极板面积；δ——极板间距离；o ε——真空介电常数，o ε=8.851-12-m 10F ⨯；r ε——相对介电常数；ε——电容极板间介质的介电常数。
当极板面积S 、极板间间距δ保持不变，而插入相对介电常数为r ε的介质，此时构成的电容传感器为变介电常数电容传感器，保持介电常数不变而改变介质的厚度。
如下图所示：图1-2装置测厚简图o d d -a SC εε+=（1.3-2）式中:S a d o εr ε第二章电容测厚装置的介绍2.1详细介绍电容测厚装置（1）相关器件介绍所需元件清单：1）信号发生器（1V 交流电源，频率100HZ ）2）仪用放大器OPAMP 一个3）1.5PF 电容一个4）自制0.9PF 电容一个5）电压表一个0-10V6）开关一个7）布料：棉布（含化纤）表（2.1-1）各种布料介电常数测试数据表信号发生器：信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号，常用作测试的信号源或激励源的设备。
光电检测课程设计-激光测厚度
《光电检测课程设计》 2016 年 12 月目录摘要 (3)1绪论 (4)1.1课题研究的意义 (4)1.2国内外现状 (4)2视觉测量系统 (5)2.1直射型激光三角法测位移原理 (5)2.2双光路激光三角法测厚原理 (6)2.3测厚原理及特点 (6)2.4光路系统特点 (8)3图像处理部分 (9)3.1图像预处理 (9)3.2阈值的确定 (10)3.3厚度的确定 (10)4结论 (12)参考文献 (13)摘要：精确测量薄板类材料的厚度，讨论了激光器光束轴心线与成像透镜光轴夹角与系统分辨率的关系，并基于最小二乘法拟合得出了光斑距离与被测物厚度的函数关系式，最后通过标定实验对系统精度进行了实验论证。
结果表明，该系统消除了双光路激光三角法上下测量系统难以同步的问题，分辨率高，精度控制在 10μm，良好地满足了工业测量的需求。
关键词：激光三角法最小二乘法薄板厚度1.绪论：1.1课题研究的意义随着材料加工技术的发展和测试计量技术水平的提高，材料厚度的检测对仪器测量精度提出了更高的要求，同时也由在线测量逐步取代离线机械式测量。
冷轧钢板作为汽车制造、机械加工、船舶制造、土木建筑和轻工业等领域的原材料具有广泛的用途，热镀锌工艺常用来进行钢板的防锈处理，据统计，全球每年产锌量大约一半被用在于钢板防锈处理上，因而，镀锌板厚度的高精度检测关系到镀锌工艺的优化和锌层用量的合理规划。
针对镀锌板厚度高精度在线检测问题，提出了一种单镜头双光路激光三角测厚模型，该模型相对传统双光路激光三角测厚法而言，通过改进光路设计将分置于上下两条光路中的光电探测器合二为一，避免了两条独立光路中图像探测器难以同步工作的问题，使得测量结果不受被测物抖动的影响.激光测厚的优势在于不接触被测物且测量精度高，可解决一些以往难以解决的问题，因此在实际应用中受到广泛青睐．激光三角法在线厚度测量通常都在Ｃ型机架上进行，而Ｃ型机架在大震动环境里自身难以避免震动，这导致上、下两组测量探头相对位置发生变化，产生测量误差．目前消除震动的方法有：震动隔离、震动补偿［１］等，其中震动隔离方法硬件设计较复杂，且不能消除Ｃ型机架自身震动［１］；传统的震动补偿法不能满足上、下探头测量数据与Ｃ型机架微位移变化厚度补偿数据的同步性．因此，仍不能很好地满足在线动态高精度测量的要求．1.2国内外现状现在，世界上激光三角法薄板在线测厚过程存在两个典型的问题：（１）被测工件在工件传输线上向前运动时伴有沿着激光束方向的前后轻微跳动；（２）Ｃ型机架在大震动环境里自身震动，这些问题会引起测量误差．对此，提出了三同步激光三角法厚度测量方法．该法利用ＣＣＤ同步驱动技术［２］，在同一时刻采集３组测量探头数据，其中，上、下两组测量探头对被测物体厚度进行测量；第３组对Ｃ型机架微位移变化实时监测，进而对上、下两路测量探头所测厚度进行补偿．这３组数据保证了严格的同步，从而有效地提高了测量精度．2.工作原理2.1直射型激光三角法测位移原理直射型激光三角法光路示意图如图 1 所示。
测量纸张厚度的方法
测量纸张厚度的方法纸张厚度是指纸张在垂直于表面的方向上的厚度，通常以毫米（mm）为单位。
测量纸张厚度是纸张制造、质量控制以及一些特定应用的重要步骤。
下面将介绍几种常见的测量纸张厚度的方法。
1.卡尺测量法卡尺测量法是最直接的纸张厚度测量方法之一、使用一把精确度较高的卡尺，在纸张的边缘位置上准确测量出纸张厚度。
这种方法简单易行，但由于纸张的表面不平坦或是卡尺的误差等因素可能会导致测量结果不准确。
2.融合精度测量法融合精度测量法是一种高精度的测量方法。
该方法使用一台电子测量仪器，通过融合精度测量纸张厚度。
测量仪器使用无接触式的探测器，在纸张的边缘位置上扫描，记录并计算出纸张厚度。
由于使用了高精度仪器，该方法的测量结果十分精确。
3.压力测量法压力测量法是一种间接测量纸张厚度的方法。
该方法使用了纸张在不同压力下的压缩变形特性。
在测量时，将待测纸张夹持在两个平行的平板之间，施加一个标准化的压力，然后测量压力下纸张的厚度。
由于该方法受到纸张的压缩变形特性的影响，因此测量结果可能受到压力的大小、纸张的弹性等因素的影响。
4.光学测量法光学测量法是一种利用红外线或激光测距仪测量纸张厚度的方法。
通过测量光束从纸张表面射出后的反射或折射情况，来计算纸张的厚度。
这种方法通常需要使用精确度较高的测距设备，可以实现非接触式测量。
与其他方法相比，光学测量法具有快速、准确等优点。
5.X射线法X射线法是一种非常准确的测量纸张厚度的方法。
该方法使用X射线设备，通过测量X射线透射纸张后，射线的衰减情况来计算纸张的厚度。
由于X射线具有极高的穿透能力，可以穿过纸张来测量厚度。
该方法适用于测量较厚纸张、纸板等较为复杂的纸质材料。
总结起来，测量纸张厚度可以通过卡尺测量法、融合精度测量法、压力测量法、光学测量法、X射线法等多种方法进行。
具体选择哪种方法需要根据纸张的实际情况、测量的精确度要求以及设备可用性等因素综合考虑。
激光测厚度课程设计
激光测厚度课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握激光测厚度的基本原理和方法，培养学生运用激光技术解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解激光的性质和特点；（2）掌握激光测厚度的基本原理；（3）熟悉激光测厚度的应用领域。
2.技能目标：（1）能够运用激光测厚仪进行厚度测量；（2）能够分析测量数据，评估测量结果的准确性；（3）能够根据实际需求，选择合适的激光测厚度方法。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对激光技术的兴趣和好奇心；（2）培养学生敢于探索、勇于实践的科学精神；（3）培养学生关注社会、关爱环境的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.激光的基本原理：激光的产生、性质和特点；2.激光测厚度的原理：光的传播、反射和折射；3.激光测厚度的方法：脉冲法、连续法、相位法等；4.激光测厚度的应用：制造业、航空航天、生物医学等；5.激光测厚仪的使用和维护：操作方法、注意事项等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：系统地传授激光测厚度的基本原理和知识；2.讨论法：引导学生探讨激光测厚度技术的应用和发展；3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解激光测厚度的具体应用；4.实验法：操作激光测厚仪，让学生亲身体验测量过程。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：激光测厚度相关教材；2.参考书：激光技术、光学原理等相关书籍；3.多媒体资料：激光测厚度的原理和应用视频、图片等；4.实验设备：激光测厚仪、样品等。
以上教学资源将有助于丰富学生的学习体验，提高教学质量。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化方式进行，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：考察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，占总评的20%；2.作业：布置相关练习题，考察学生对知识的掌握程度，占总评的30%；3.实验报告：学生完成实验后，撰写实验报告，分析实验结果，占总评的20%；4.期末考试：考察学生对课程知识的全面理解，占总评的30%。
利用等厚干涉实验原理设计一种测量纸厚度实验方案
利用等厚干涉实验原理设计一种测量纸厚度实验方案利用等厚干涉实验原理设计一种测量纸厚度的实验方案一、实验原理等厚干涉是一种利用光的干涉现象来测量物体厚度的方法。
当光束通过物体时，如果物体的厚度不均匀，不同位置的光程差会导致干涉条纹的变化。
通过观察和分析这些干涉条纹的特点，可以精确地测量物体的厚度。
二、实验材料和仪器1. 光源：使用稳定的白光源，如白炽灯或激光器。
2. 透明的平行平板：可使用玻璃片或者透明塑料片，需要两块。
3. 望远镜或显微镜：用于观察干涉条纹。
4. 单色光滤光片：用于产生单色光源。
5. 旋转台：用于调节平行平板的位置和角度。
三、实验步骤1. 准备工作：将两块平行平板清洁干净，并确保它们的表面光滑无明显缺陷。
2. 调节光源：使用滤光片将白光源过滤为单色光，例如红光或绿光。
3. 设置实验装置：将光源置于一个固定位置，并将两块平行平板放置在光源和观察位置之间，保持平行且间距适当。
4. 调整第一块平板：先将第一块平板放置在光路上，旋转台可以用来微调平板的位置和角度，直到观察到清晰的干涉条纹。
5. 增加纸片：将待测厚度的纸片放置在第一块平板上，并转动旋转台，直到干涉条纹再次清晰可见。
6. 观察和记录：使用望远镜或显微镜观察干涉条纹的数量和特点，并记录下转动旋转台的角度。
四、实验分析与计算1. 观察干涉条纹的变化：根据干涉条纹的变化情况，可以得到纸片的厚度信息。
如果厚度均匀，则干涉条纹将保持一致；如果厚度不均匀，则干涉条纹会有明显的变化。
2. 计算纸片厚度：通过测量旋转台的角度变化，可以利用等厚干涉的原理计算出纸片的厚度。
利用干涉条纹的间距和角度变化，结合光的波长等参数，可以使用公式计算出纸片的厚度。
五、实验注意事项1. 实验环境要保持相对安静和稳定，避免外界干扰。
2. 平行平板的表面要保持清洁，以避免干涉条纹的模糊或扭曲。
3. 切勿直接用手触摸平行平板的表面，以免留下指纹或划痕。
4. 测量时要小心操作旋转台，避免碰撞或者误操作导致实验失败。
光电综合课程设计报告--测量纸张厚度
3.2.2
1)该方案实现测量结果的前提依赖于其传感器在线性度、重复性、滞缓、灵敏度、分辨力、静态误差、稳定性、漂移等。因此本方案需采用较为精美的仪器才能够满足以上条件，从而使得电压满足Z位移的函数。
2)该方案中所用到的试件要求表面磨平、抛光等条件，实验室较难实现。并且该试件直接压挤纸张，使纸张发生形变使得测量结果产生一定误差。
图表3单片机处理单元
3
3.1
3.1.1
采用机械的压住方式。如图2上部触头设计在上游侧和下游侧的二纸导引之间，从下部吸住的基准面加压，压在高速移动的纸的表面上。但是用这种方式对造纸的变化出现的下列问题考虑如下：
图表4接触式测量
3.1.2
1)要求最大限度地生产纸，要求纸端边有效利用，为了不使产品的质量降低，必须放松卷绕力。此外，进行各种测定时为了减小张力，下侧单元的基准面机械压入会产生测定不稳定现象。
采用cmos工艺技术精简指令risc结构用32个通用工作寄存器代替了累加器具有较高的mipsmhz的能力具有高速度低功耗休眠功能指令执行速度可达50ns路复用的单端输入通道的ad转换具有10位精度65260微妙的转换时间路差分输入通道具有可选的256vadc的参考电压连续转换或单次转换模式adc转换结束中断352集成运放lm358tlm358p是一块双运算放大电路该电路由两个独立的高增益运算放大器组成具有内部频率补偿该电路可在较宽的电源电压范围内单电源工作亦可在双电源条件下工作在电路的实际运用中双电源正负5v的驱动电压可带来所需要的输出电压宽具有较高的输入电阻和较小的输出电阻在内部频率补偿下放大输出的电压值较稳定输出电阻若再并联一个电阻可以使得输出的电压波形更好
光电综合设计实验报告
一、实验目的1. 深入理解光电效应的基本原理，掌握光电效应实验的基本方法。
2. 掌握光电传感器的原理及其在光电检测中的应用。
3. 熟悉光电转换器的工作原理，提高实验操作技能。
4. 培养团队协作和实验设计能力。
二、实验原理光电效应是指光照射到金属表面时，金属表面会释放出电子的现象。
根据爱因斯坦的光电效应理论，光子的能量与光的频率成正比，当光子的能量大于金属的逸出功时，金属表面会释放出电子。
光电效应实验主要包括光电效应现象的观察、光电效应方程的验证、光电传感器的应用等。
三、实验仪器与设备1. 光电效应测试仪2. 汞灯及电源3. 滤色片（五个）4. 光阑（两个）5. 光电管6. 光功率计7. 示波器8. 数据采集器9. 计算机四、实验内容及步骤1. 光电效应现象的观察（1）打开汞灯及电源，调整光强至适中。
（2）将光电管接入电路，调节光电管偏置电压，观察光电管的光电流变化。
（3）改变滤色片，观察光电流的变化，分析光电效应现象。
2. 光电效应方程的验证（1）记录不同频率的光照射下光电管的光电流。
（2）根据光电效应方程，计算光电子的最大动能。
（3）分析光电子最大动能与光频率的关系，验证光电效应方程。
3. 光电传感器的应用（1）搭建光敏电阻电路，观察光敏电阻的阻值变化。
（2）搭建光敏二极管电路，观察光敏二极管的输出电压变化。
（3）搭建光电耦合器电路，观察光电耦合器的输出信号变化。
五、实验结果与分析1. 光电效应现象的观察实验中观察到，随着光强的增加，光电流逐渐增大；改变滤色片，光电流也随之变化，验证了光电效应现象。
2. 光电效应方程的验证根据实验数据，计算光电子的最大动能，发现光电子最大动能与光频率呈线性关系，验证了光电效应方程。
3. 光电传感器的应用实验中观察到，光敏电阻、光敏二极管和光电耦合器均能实现光电转换，验证了光电传感器的应用。
六、实验总结本次光电综合设计实验，通过对光电效应现象的观察、光电效应方程的验证和光电传感器的应用，加深了对光电效应原理和光电技术的理解。
测量一页纸的厚度
数学综合实践活动学校：班级：__五年级二班__ 活动主题: 测量一页纸的厚度指导教师：数学综合实践活动方案设计—————测量一页纸的厚度一、活动内容：运用小数除法的知识解决生活中的实际问题。
二、活动目的：1．使学生能运用所学的小数的运算知识来解决生活中的有关实际问题，并根据实际情况选择最佳的方案和策略。
2．在实践活动中，思考并寻找解决实际问题的策略和方法，培养学生的创新意识和实践能力。
3．在实践活动中体验数学的价值，激发学生喜爱数学的情感。
活动准备：综合实践活动记录表、计算器，直尺、字典、课本等活动过程：1．联系生活，发现问题。
出示一本字典，请学生测量一页纸的厚度，以此激发学生的探究欲望。
2．寻找解决问题的策略和方法。
（1）以小组为单位进行讨论交流，思考策略。
（2）全班交流讨论如何求一页纸的厚度的策略与方法。
（3）大家通过实际操作来进行验证。
（4）对记录的结果分析，通过计算得出结果。
3．学生成果展示。
4．比较与拓展。
讨论如何测量一粒花生米的质量，拓展学生的知识面。
数学综合实践活动总结通过本次实践活动，同学们运用所学的小数除法的数学知识和已有的生活知识解决了测量一页纸的厚度的问题，学会了用所学知识解决生活中的实际问题，锻炼了自己的动手操作能力，在实践活动中，能够思考并寻找解决实际问题的策略和方法，培养学生的创新意识和实践能力。
通过本次实践活动，同学们感到生活中处处有数学。
在解决问题的同时，同学们既巩固和应用了小数除法的计算知识，又获得了问题的解决方法。
通过知识的迁移，学生不仅能够测量一页纸的厚度，而且能够测量一根钢丝的直径、一粒花生米的质量、蚊帐上的一个网眼的面积等等问题，让学生运用综合实践的方法学习数学知识，通过自己的思索解决实际问题，让学生从中感悟数学无穷的魅力，激发探究、创新的热情。
南邮《光电综合设计》报告.doc
南邮《光电综合设计》报告..课程设计报告B01060704 严丹A3.1．课题要求：一个1.55,的半导体激光器，在温度300K时其阈值电流密度是350A/㎝,n=2.2×10㎝,τ=2.3ns,有源区的宽度是10nm。
⑴若激光器的起始电流密度是0，请用Matlab编程画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
⑵若激光器的起始电流密度是0.5倍J，同样画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
设计要求：⑴具有输入输出界面；⑵调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。
参考：《光电子器件》第十一章。
2．课题分析及设计思路：本题涉及到光电子知识，半导体激光器的延迟时间和材料的结构，性质以及驱动电流都有关系，忽略非辐射复合，得到时延公式为：其中：，本题的任务就是画出在不同值下随J变化的函数曲线.3．模型创建与编程：时的代码：r=2.3;Jth=350;J0=0;J=1.2*Jth:2.5*Jth;td=r.*log((J- 一个 1.55,的半导体激光器，在温度300K时其阈值电流密度是350A/㎝,n=2.2×10㎝,τ=2.3ns,有源区的宽度是10nm。
⑴若激光器的起始电流密度是0，请用Matlab编程画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
⑵若激光器的起始电流密度是0.5倍J，同样画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
设计要求：⑴具有输入输出界面；⑵调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。
参考：《光电子器件》第十一章。
2．课题分析及设计思路：本题涉及到光电子知识，半导体激光器的延迟时间和材料的结构，性质以及驱动电流都有关系，忽略非辐射复合，得到时延公式为：其中：，本题的任务就是画出在不同值下随J变化的函数曲线.3．模型创建与编程：时的代码：r=2.3;Jth=350;J0=0;J=1.2*Jth:2.5*Jth;td=r.*log((J：r=2.3;Jth=350;J0=0.5*Jth;J=1.2*Jth:2.5*Jth;td=r.*log((J-J0)./(J-Jth));axes (handles.axes1);cla;plot(J,td,'r'),grid,xlabel('J/A/cm2'),ylabel('td/ns'),title(' J0=0.5Jth'),axis([400 900 0 4.5]);4．仿真调试与结果分析：显然，随着初始电流的增大，时延减小。
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光电综合课程设计报告测量纸张测厚仪的设计姓名（学号）：陈嘉伟（0201）刘信生（0217）黎澄伦（0212）沈其治（0224）叶伟雄（0227）班级： 2007级电子科学与技术（2）班指导老师：罗霞谢家兴赵懿琨张宇日期：华南农业大学工程学院摘要国内外测量纸张厚度(或定量)的仪器有接触式和非接触两类，由于接触式纸张测厚仪会损坏纸张，因此现在工业生产中常用非接触式测厚仪来测量产品的厚度（如钢板、钢带、纸张等）。
这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计；有利用超声波频率变化的超声波厚度计；有利用涡流原理的电涡流厚度计；还有电容式厚度计等。
纸张定量是衡量纸张质量的主要指标之一。
纸的密度一定时，用其厚度或定量来衡量纸张质量指标是等效的。
有些纸张(如电话电缆纸), 生产上要求直接检测其厚度.在线测量纸张厚度是保证纸张质量和实现造纸生产过程自动控制必须解决的重要课题。
自1 800年F．W．Hcr~ctwl发现红外辐射以来，红外技术己在许多领域内得到广泛应用，但在测量纸张厚度方面的应用国内外尚未见报道，说明在这方面的应用尚有一些理论与技术实践问题需要进行探索研究。
本文采用了红外纸张测厚仪，主要论述了红外纸张测厚仪的理论及个部件的设计，我们以实验报告纸为对象研制的红外纸厚传感器，配有放大，采样及模数转换等环节的信号处理单元，应用了AVR系列单片机的运算及控制功能，组成一台智能型的红外纸张测厚仪。
与射线定量仪比较，具有价格低，相应速度快，较好的稳定性，切避免了由于存放在放射性物质所引起的问题，最后对该研究结果及进一步的工作提出了看法。
关键词：光电纸张测厚目录1 前言............................................. 错误!未定义书签。
研究目的和意义................................. 错误!未定义书签。
研究内容....................................... 错误!未定义书签。
2 设计原理......................................... 错误!未定义书签。
设计原理....................................... 错误!未定义书签。
探测器原理与设计............................... 错误!未定义书签。
电路处理原理与设计............................. 错误!未定义书签。
总原理框图..................................... 错误!未定义书签。
探测电路模块................................... 错误!未定义书签。
单片机处理与AD转换模块........................ 错误!未定义书签。
3 方案比较......................................... 错误!未定义书签。
方案一——传统接触式测厚仪..................... 错误!未定义书签。
设计原理....................................... 错误!未定义书签。
方案分析....................................... 错误!未定义书签。
方案二——射式光强位移传感器测量纸张厚度....... 错误!未定义书签。
设计原理....................................... 错误!未定义书签。
方案分析....................................... 错误!未定义书签。
方案三——光电纸张测厚仪....................... 错误!未定义书签。
4 实物制作......................................... 错误!未定义书签。
电路元器件..................................... 错误!未定义书签。
元器件介绍..................................... 错误!未定义书签。
芯片avrmega16l ............................. 错误!未定义书签。
集成运放lm358t ............................. 错误!未定义书签。
字符型液晶显示屏LCM1602 .................... 错误!未定义书签。
探测器--光电二极管......................... 错误!未定义书签。
设计实物图..................................... 错误!未定义书签。
5 数据测试和分析................................... 错误!未定义书签。
数据测试....................................... 错误!未定义书签。
数据分析....................................... 错误!未定义书签。
6 误差分析......................................... 错误!未定义书签。
7 结论............................................. 错误!未定义书签。
附录. (3)前言1.1研究目的和意义在加深对光电传感器与单片机的认识，更进一步地掌握光电检测技术。
同时，在研制红外纸厚传感器的过程中，对发现的一些理论与技术问题进一步的分析研究。
1.2研究内容（1）为了减少纸张所含水分吸收红外的影响，通过多次实验，选出合适的测量波长和参考波长。
（2）设计出合适的光路。
（3）使用探测器将接收到的光信号转换成电信号（4）电信号通过放大器放大后，进行采样和A/D转换。
（5）通过AVR单片机把测得结果通过液晶屏显示出来。
2设计原理2.1设计原理根据Beer—LamBert公式，某一波长光线的遁过率与样品的厚度存在如下关系：I=（1）式中和I，分别为射入纸张和透过纸张的红外光线强度， T为纸张的厚度， a 为吸收系数，吸收系数与光的波长及纸的材质有关。
由于当红外光源发生漂移或光路、测量电路发生漂移时，对和I将发生影响，造成在同一材质同一厚度的纸张的情况下，与I的比值不同，同时，测量的值比较困难。
因此，运用单色光，根据式(1)研究纸厚传感器实际上是不可行的。
为了解决上述问题，我们采用了双色光比较法。
双色光比较法是选用两束不同波长的红外光，其波长各为和，由式(1)可得=exp(-T) （2）=exp(-) （3）式(2)和(3)经过数学处理后可得T=(-ln) （4）对一某一材质的纸张，和是一个与纸张厚度无关的定值，和也与T无关，若它们处于同一光路中,则红外光源或光路的漂移对和的比较值不会发生影响，因此，式(4)可写成T=K·ln+C （5）根据式(5)，测量出和的值，就可以求得纸张的厚度T.根据式(5)设计红外纸厚传感器时，必须注意纸张中所含水分带来的影响。
前面已经指出吸收系数a与纸的材质有关，电话电缆纸的成份主要是纤维素和水，它们对于红外光的辐射能量都有吸收作用。
因此，同一纸张当某一波长的红外光。
透过纸张后的I，所含水分不同时，I的值也就不同。
如仍用式(1)表示透过率与纸厚T的关系,则a是一个与水分有关的量，式(5)中的K,C值也将因纸张所含水分的不同而改变，这将给传感器的设计带来困难。
我们研制的双色光单光路红外纸厚传感器的结构原理如图1所示。
红外光源发出的光线穿过透镜后成为平行光，经置于调制盘上的滤光片滤光，得到某一波长的红外光，照射在纸上，再经截次片和光波导，被探测器接收，探测器输出的电信号进入信号处理单元1．光源2．透镜3．光阑4．滤波片5．纸张6．光波导7．光电探测器8．放大电路9．微机处理电路10．LCD显示电路我们在确定和时，考虑了以下几个问题:1)应是纸纤维的特征吸收蜂，应是纸纤维不吸收或是吸收较弱的波长。
和分别称为测量波长和参考波长。
2)为了尽量减小水的红外吸收带来的影响，和既不应是水的红外吸收特征波长O，也不宜与O比较接近，以使式(2)和式(3)中的和基本上只与纤维素有关,式(5)中的K和C可以近似地认为与水份无关，再考虑到在线测量纸张厚度时，纸张所含水份是控制在一定的范围内(如电话电缆纸为8 ～12 )。
上述处理，可使按式(5)设计的纸厚传感器最大限度地减小由于纸张所含水份不同引起的误差。
3)为使光源、光路和探测器在和波长处性能一致，和应该比较靠近，同时，由于滤光片一般不可能做刊绝对的单色滤光，因此，若和太靠近，双色光的滤光片特性将发生重叠而引起误差。
4)不宜选得过大，因为过大将会给光路的设计增加困难。
2.2探测器原理与设计探测器是整个装置的关键器件之一，它的任务是将接收到的信号和转换成电量。
探测器的响应时间(驰豫时问) 应小于和脉冲的宽度，在和范围内，它的探测率较高且比较平稳，以保证探测器有较大的输出量和较好的线性度。
本装置中选用的是光电二极管。
2.3电路处理原理与设计2.3.1总原理框图2.3.2探测电路模块探测电路这部分通过将光电二极管反接，在光照下将电压信号输入到集成运图表 1总原理框图图表 2 探测电路模块放中进行放大，直接输送到单片机转换。
在放大电路中引入深度负反馈，使得运放的放大倍数为，通过调节Rf和R1的比值控制放大倍数，使得单片机能够识别并转换光电信号。
如右图2：2.3.3单片机处理与AD转换模块在这个模块中，采用功能强大的AVR单片机，其内部集成AD转换芯片，可以减少在制作电路板时产生的硬件方面误差。
AVR单片机采用12Mhz的外部晶振和低电平的复位电路，利用芯片集成的AD模块，采用内部自带的电源和基准电压，使用单通道的10位AD转换，再将转换和处理后的数据输送到液晶显示屏显示。
图表 3 单片机处理单元3方案比较3.1方案一——传统接触式测厚仪3.1.1设计原理采用机械的压住方式。
如图2上部触头设计在上游侧和下游侧的二纸导引之间，从下部吸住的基准面加压，压在高速移动的纸的表面上。
但是用这种方式对造纸的变化出现的下列问题考虑如下：图表 4 接触式测量3.1.2方案分析1)要求最大限度地生产纸，要求纸端边有效利用，为了不使产品的质量降低，必须放松卷绕力。
此外，进行各种测定时为了减小张力，下侧单元的基准面机械压入会产生测定不稳定现象。
2)由于造纸的高速化对新闻纸、薄纸等纸质测定过程中会产生穿孔现象。