光电计数器制作论文参考文献

力 速度 加速度 质量的关系

简谐振动的究 班级：电子信息工程 2009-1 实验序号：19 姓名：刘珂瑞摘要; 振动推导弹簧振子周期公式，使用天平测量两弹簧质量之和，在振动A<25cm的情况下，改变滑块配重质量m五次，应用光电计时器测量相应振动周期T。引入等效质应用滑块在气垫导轨上做往复震动，由滑块所受合力验证滑块运动是简谐量后的周期公式，求出两弹簧等效劲度系数k，等效质量m0相对误差的大小。关键词：气垫导轨 光电计时器 滑块 配重 弹簧正文（一）引言 通过对《大学物理实验》的学习，我设了对简谐振动的研究，由学校提供气垫导轨等设备，在老师帮住下，通过实验方法求出两弹簧等效的劲系数k和等效质量m0（二）实验原理1. 振子的简谐振动本实验中所用的弹簧振子是这样的：两个劲度系数同为 的弹簧，系住一个装有平板档光片的质量为m的滑块，弹簧的另外两端固定。系统在光滑水平的气轨上作振动， 在水平气垫导轨上的滑块的两端联接两根相同的弹簧，两弹簧的另一端分别固定在气轨的两端点。选取水平向右的方向作 X 轴的正方向，又设两根弹簧的倔强系数均为 k0 ，就是说，使弹簧伸长一段距离 l时，需加的外力为 k0x 在质量为 m 的滑块位于平衡位置 O 时，两个弹簧的伸长量相同，所以滑块所受的合外力为零。当把滑块从 O 点向右移距离x时，左边的弹簧被拉长，它的收缩力达到 k0x，右边的弹簧被压缩x，它的膨胀力达到 k0x ，结果滑块受到一个方向向左、大小为 2 k0x的弹性力 F 作用。 考虑到弹性力 F 的方向指向平衡位置 O ，且跟位移 x 的方向相反，故有 F=-2k0x如果上述两根弹簧的倔强系数不相同，而分别为 k 1 和 k 2 ，显然，这时式中的 2 k 应换为k1+k2。于是有 F=-( k1+k2)x=-kx当忽略弹簧质量时振幅周期有:T=2π√ m/k若考虑两弹簧质质量对周期的影响，等于在滑块上加了m0，振幅周期公式变为 T=2π√(m+m0)/k等效劲度系数k：T2=4π2(m+m0)/k => k=4π2（m+m0）/T2 等效质量m0： T2=4π2(m+m0)/k => m0=(kT2-4π2m)/4π2在振幅A＜25cm的情况下，改变滑块质量m五次得到,m1,m2,m3,m4,m5,m6。和周期T1~T6，由式可得 ，因此可以用逐差法处理数据， T42-T12=4π2 (m4-m1)/k; T52-T22=4π2（m5-m2）/k; T62-T32=4π2（m6-m3）/k; 求出平均值 ；将 代入式 求出平均值 。 求相对误差:Er=δx/x0×100%其中 ，称为弹簧的有效质量，c为一常数。对绕制均匀圆筒状的弹簧，c的理论值为 ，即弹簧的自身质量是其有效质量的3倍。理论值m0，=（1/3）m,; m，为两弹簧质量 Er=（m0-m0,）/m0,×100%=(m0-1/3m,)/(1/3)m,×100%（三）实验内容准备工作1用酒精棉球擦拭气轨表面（在供气时）以及滑块内表面，用薄的小纸条检查气孔是否有堵塞。 2记下不带挡光片的滑块的净质量（由实验室给出），并用天平称量平板挡光片以及两个弹簧的质量。将平板挡光片固定在滑块上，其总质量即为滑块质量 。测定滑块振动的周期 1 .实验前，将光电门卡在导轨上，接通计时仪电源。打开电源，将MUJ-5B型计时计数测速仪的“功能”选为“ 周期”。2 .气轨调至水平，调平:接通气源，给气轨通气，把滑块放置与导轨上，纵向水平调节支架螺钉，横向水平调节支点螺钉，直至滑块（在实验段内保持不动，或稍有滑动，但不总是向一个方向滑动，即认为已基本调平。3 .如图 7-1 所示，在水平气垫导轨上的滑块的两端联接两根相同的弹簧，两弹簧的另一端分别固定在气轨的两端点把振动滑块放在气轨上，并给滑块一个位移(A<25cm)，令其振动。 当滑块振动1-2周期后，按光电计数器“功能”键，测出滑块振动30 周所用的时间30T ，算出周期 T2 ，测量滑块质量。并记录在实验表格内 4 .在滑块上加配重铁片（每一次加一片），并测量滑块改变后的不同质量，分别改变滑块的质量大小五次，重复步骤 3 ，求出不同质量的周期T，5 .测量两弹簧质量之和m，（四）实验数据m, = ×10-3kg； k= N/s； m0= ×10-3kgi m/(10-3kg) 30T/s T2/S2 m0/(10-3kg) i m/(10-3kg) 30T/s T2/S2 m0/(10-3kg) k/（N/m） 1 4 2 5 3 6 （五）实验数据处理及结果 1）弹簧等效劲度计算: T42-T12=4π2(m4-m1)/k;T52-T22=4π2（m5-m2）/k; T62-T32=4π2（m6-m3）/k;k1=4π2（m4-m1）/(T42-T12)= 4π N/mk2=4π2（m5-m2）/(T52-T22)= 4π N/mk3=4π2（m6-m3）/(T62-T32)= 4π N/mk=k1+k2+k3=()= N/m2）弹簧等效质量计算：m01=(k1T2-4π2m1)/4π2=; m04=(k1T2-4π2m4)/4π2=(k2T2-4π2m2)/4π2 =; m05 =(k2T2-4π2m5)/4π2=(k3T2-4π2m3)/4π2 =; m06 =(k3T2-4π2m6)/4π2=（m01+m02+m03+m04+m05+m06）/6= g= ×10-3kg 3）相对误差: Er=δx/x0×100% Er=（m0-m0,）/m0,×100%=(m0-1/3m,)/(1/3)m,×100%=(六)结束语 由于气垫的漂浮作用，滑块与导轨平面间的摩擦阻力已经非常小，但上滑块运动时受到的空气阻力，导轨不是水水平的，导至滑块运动的是阻尼运动;在着实验时，没等滑块振动稳定后就开始计时，与理论值偏差较大参考文献：张彦纯 主编， 《大学物理实验》，机械工业出版社; 马文蔚等，《物理学》，北京：高等教育出版社，1999；林抒 龚镇雄，《普通物理实验》，北京：人民教育出版社，1982

现在市场有光电传感器和计数器配合好就能实现你的要求.

光电计数器 (2008-06-03 21:42:32)转载▼标签： 学术论文 单片机 红外发射接受管 杂谈 分类： 论文设计要求：1、实现0―999范围计数，能在超出最大值后溢出报警；2、要求使用红外发光二极管、光电管检测；3、能在设定值报警，能在报警后延时3秒钟自动关闭报警并自动重新计数；可以手动清除报警；4、要求光电发射管与接收管有1米以上的间距；5、画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图。 摘要 数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。本文针对光电计数器的设计要求，翻阅了一些资料，基本能实现其所要求的功能。关键词 光电计数器，protel ，555计时器，电源部分，发射部分，接受部分，数码显示与报警部分 1·总体设计首先是想出一个大致的整体规划：想到红外发射管与接受管之间相距要 1米，所以在实际成品中考虑分成两大部分： 2·单元电路分析 电源部分 220V交流电经过变压器降压成10V，经过桥式整流器整流，C1滤波，成为约14V直流电，再经三端稳压集成电路7809稳压，形成9V稳定直流电，作为发射，接受电路和显示报警电路的工作电源。如下图所示： 发射部分发射部分由LM555CJ时基集成电路及外围元件构成。555及R3,R4,C3构成多谐振荡器，振荡频率约为5KHz。这个振荡信号由555的3脚输出，经R1加到Q1放大。随着Q1的导通与截止，红外发射管发出频率为5KHz的断续红外信号。R2为限流电阻。如下图所示：接受部分 接收电路中红外接收管Q2接收红外信号，再经C4耦合后加到U3B的5脚，由运放U3B放大后从7脚输出。R6,R7决定U3B的5脚直流电平，R8,R9为这一级的负反馈电阻，同时又和C5构成高通滤波器，以有效滤除杂散光干扰。这一级主要起电流放大作用。U3B的7脚输出5KHz间歇信号经过由C6,D5,D6构成的二倍压整流电路倍压整流，在C7两端得到双倍于信号峰值的电压。这个电压使U3A同相端3脚电压超过2脚，U3A的1脚输出高电平，加在四位BCD计数器SN74160N的时钟端，同时，经R11使发光二极管DS1发光。电路如下图所示：计数译码显示电路 把脉冲送给SN74160N，由两片SN74160N组成两位数，SN74160N送给译码驱动器MC54HC4511J，驱动数码管。把U18的进位连到报警部分就能使系统在超出最大值后溢出报警。用另一个两位数与计数器做比较，若数值相等就报警，这就能实现定值报警。用S2控制三态门来切换定值部分与计数部分的显示。用开关按钮Ten,Entries来设定数值。 电路图见附录报警器 一个脉冲给报警器，由JK触发器构成T触发器，接高电平，当脉冲过来时，T触发器Q’由高电平变成低电平，是三态门截止，这时555的外围元件C2充电，过了时间T，555的3管脚由高电平变低电平。时间T就是设计所需要的报警器延时时间。如果直接把555的3脚接蜂鸣器，会发现一开始蜂鸣器就响，不符合要求，所以考虑到实际操作，把3脚接RS触发器的R端，报警脉冲信号接S端。这样就能实现报警器延时3秒后自动关闭。开关S1可以手动关闭蜂鸣器。电路图如下：(回复之后再考虑要不要告诉你)附录： 发射部分PCB接受部分PCB

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