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色温照度计的研制
资料介绍
在照明设计,摄影工程和交通安全等方面,现代工业对于照度设计要求越来越严格,照度测量的应用越来越普遍。对照度测量不仅仅局限于测试精度的提高和静态的单点测量,更要求实现瞬时动态多点测量,实现照度、色温等多个光度参数的测量,以及高精度高稳定性的测量。
本论文基于单片机研制了一款能实现大量程,高精度,能瞬间动态响应,光度参数测量齐全的色温照度计。本论文的具体研究内容包括:
(1)光学部分。在光度参数的计算方面,采用区域划分和线性插值的方法,优化相关色温和主波长的相关算法,减少了运算次数,提高了运算速度和精度。在光学结构的设计方面,设计选用了球壳形的余弦校正器来消除测试角度对于测试准确性的影响,并用Tracepro模拟验证了其修正效果;在总误差面积比例最小法的评价方法下,进行了校正滤光片的匹配优化,提出了在考虑斜光束影响下的校正滤光片厚度的优化公式,并通过实验验证了其准确性。
(2)电路部分。选择芯片的典型应用,完成了+3.3V、-3.3V和0.3V三种稳压降压模块的设计,用于各种控制板和光电传感器的供电。设计选择6个光电传感器S1133,成对称分布,完成光电信号的准确采集。通过微处理器对模拟开关通道的选择控制,设计了可编程增益仪表放大器,完成了0~99990lx的照度测量范围的设计,同时提高了A/D转换的精度和测试的准确性。选择模拟开关CD4052完成测试通道的选择,合理的安排测试时序。设计选用STM8L101F3型号单片机进行硬件电路的控制,同时经过串口通信与 PC机进行信号传输。
(3)软件部分。完成了单片机和上位机的软件设计,编写相应程序完成了测量过程中增益的调节和与上位机的通信协议的设计。上位机部分编写相应代码完成了系统的配置模块的设计,保证了测试有序进行;完成与下位机的通信设计;完成了色度参数的运算处理和界面显示设计工作。
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