微型多通道快速光譜儀的設(shè)計(jì)及性能分析.pdf

1、光譜分析檢測技術(shù)和光譜儀器經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生物研究、醫(yī)學(xué)及醫(yī)藥研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、天文觀測等領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的光譜儀已經(jīng)不能滿足當(dāng)前發(fā)展的需要，許多研究、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)庾V儀器提出了小型化、微型化、快速化、使用方便靈活、性能價(jià)格比高等更高要求。因此，微型多通道快速光譜儀的研究成為光譜儀器發(fā)展的重要趨勢之一。 該課題設(shè)計(jì)了一款采用平面光柵作為分光元件、線陣CCD作為探測

2、元件，基于單片機(jī)和USB2.0接口的微型多通道快速光譜儀，該光譜儀體積小、速度快、精度高，具有即插即用的特點(diǎn)，可以實(shí)時(shí)快速地對多個(gè)光譜參數(shù)進(jìn)行測量，并且可用于其他儀器的二次開發(fā)。 論文首先回顧了光譜儀的發(fā)展概況，對當(dāng)前常用光譜測量方法進(jìn)行了比較，并提出了該光譜儀的特點(diǎn)及研究意義。然后介紹了該光譜儀可測試的一些參數(shù)的相關(guān)光度、色度學(xué)理論。 接著對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作了總體上的介紹，明確了系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，通過三個(gè)方面具體介紹了系統(tǒng)的組

3、成和實(shí)現(xiàn)方式。第一，介紹了分光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并對分光元件做了分析。第二，詳細(xì)介紹了高速光譜數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)的各個(gè)組成部分及采集實(shí)現(xiàn)的過程。第三，介紹了單片機(jī)固件及上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，提出了通信、控制、采集、數(shù)據(jù)處理的方法。 其次說明了對儀器定標(biāo)方法和措施，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與先進(jìn)儀器進(jìn)行比對，驗(yàn)證系統(tǒng)的整體性能，另外還從光譜功率不確定度的影響方面對影響儀器性能進(jìn)行了分析。 最后對本論文所做的工作進(jìn)行了總結(jié)，提出了以后需要加強(qiáng)和改進(jìn)