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高速高精度近红外光谱数据采集系统的研制

作　者: 丁佳
导　师: 陈星旦
学　校: 暨南大学
专　业: 光学工程
关键词: 近红外光谱仪 微弱信号放大 模数转换 C8051F单片机 高精度数据采集
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 184次
引　用: 1次
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内容摘要


近红外光谱仪（NIR）发展迅速、应用前景广泛,已在多个国家得到研究和应用。近年来,我国在近红外光谱仪的研制方面有一定进展,但系统精度距国际水平仍有差距,有待提高。本文主要阐述了高精度近红外测量系统的硬件设计原理、设计方法及其性能测试结果。利用近红外光谱的原理,采用全新的光路系统和电路系统,搭建了滤光片型高精度近红外测量系统。通过对多套方案进行实验比对,最后采用低噪声放大系统与24位A/D芯片配合的设计方案。并采用外围电路结构简洁的C8051F120单片机作为控制和数据处理电路,组成完整的测量系统;通过单片机进行数据处理后送入上位机系统。设计了系统数据采集和前期数据处理软件,通过软件方式对采集的数据进行了滤波处理,进一步提高了系统精度。设计考虑了光源稳定性、杂散光、电路参数等因素的影响。通过对水样的测试证明,在采样速率为3.9 KHz时,数据稳定度可达到15bit,即0.3×10-4,满足了滤光片透射式近红外光谱仪的要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 研究的目的与意义  10-11
  1.4 论文主要内容  11-12
第二章 总体结构  12-14
  2.1 光路结构  12-13
  2.2 电路结构  13
  2.3 软件结构  13-14
第三章 系统硬件设计  14-43
  3.1 光学系统  14-16
  3.2 电学系统  16-43
第四章 数据采集及预处理软件的设计与实现  43-56
  4.1 程序设计概述  43
  4.2 单片机程序设计  43-56
第五章 系统调试  56-62
  5.1 硬件系统调试  56-58
  5.2 软件系统调试  58-61
  5.3 小结  61-62
第六章 结论与展望  62-63
  6.1 结论  62
  6.2 展望  62-63
参考文献  63-67
附录  67-72
在校期间发表论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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