便携反射式玻璃透光度与反光度检测仪的研制

发布时间：2017-09-09 10:10

  本文关键词：便携反射式玻璃透光度与反光度检测仪的研制

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【摘要】：随着我国经济飞速发展,民众生活质量不断提升,大多数家庭已经拥有了私家车。在购入新车之后多数人会选择给自己的爱车贴上汽车玻璃膜为了避免紫外线照射和保护自己的隐私。不过,现阶段市面中大多数玻璃膜不符合相关标准,劣质镀膜的存在对民众行车安全造成了极大的威胁。所以研制一款准确率高、携带方便的汽车玻璃透光率检测仪具有广阔的市场前景与商业价值。此次课题研究的目的在于设计一款携带方便、准确率高的玻璃透光率检测仪,满足汽车玻璃检测的需求。本文在分析透光率、反光率检测技术基础上,进行了总体方案设计,确定了采用漫反射透射式检测方案,可以对汽车可移动的侧面玻璃和前后风挡固定玻璃的透光度和反光度进行检测。此次课题研究采用的主控制器是单片机,可以对外界光照强度进行实时监测与记录,将光强干扰准确度的问题解决,使设备抵抗光照干扰的水平更强。此设备的供电模块是锂电池,为了使设备总体的功耗减小,开发过程中主要从硬件选型与软件设计两点入手来达到目的,最后设计出来的系统可以使电池维持300h的工作寿命。在校正设备的选择上选用了上位机,使此检测仪批量制造的效率得到了提升,方便了对仪器进行校准和调试。本文研究进行了仪器的检测误差分析与实验,分析与实验结果显示:1、重复精度受到LED点亮时长的直接影响;若该时长为5s,那么检测出来的分散度会减小1.2倍;2、检测过程中设备的测量精度不会受到其透射式圆盘及反射式圆盘与仪器本体产生的轴向不重合度的干扰。在标定仪器时,通过分析几种数据拟合处理方法,确定采用了最小二乘二次拟合法,最终使检测仪的测量精度不大于1.5%,达到了设计要求。
【关键词】：玻璃 透光率 反光率 检测 漫反射
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的目的和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-13
• 1.2.1 国内外玻璃透光度反光度检测仪研究现状8-11
• 1.2.2 国内外光电传感器研究现状分析与发展方向11-12
• 1.2.3 国内外玻璃透光度及反光度检测方法的现状及分析12-13
• 1.3 本课题的主要研究内容13-14
• 第2章 玻璃透光度反光度检测仪总体方案研究14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 玻璃透光度、反光度检测方法分析14-17
• 2.2.1 光反射与透射原理14-15
• 2.2.2 检测仪测量方法的研究15-17
• 2.3 光源最佳入射角的分析17-18
• 2.4 光路内部结构以及其他部件说明18-19
• 2.5 被测玻璃的最大厚度的确定19-20
• 2.6 便携式玻璃透光度反光度检测仪总体方案20
• 2.7 检测仪研制技术指标的设定20-21
• 2.8 主要检测元件的选择21-23
• 2.8.1 光源系统选择21
• 2.8.2 光电传感器的选择21-23
• 2.8.3 单片机的选择23
• 2.9 本章小结23-24
• 第3章 玻璃透光度和反光度检测仪的硬件和软件设计24-32
• 3.1 仪器功能电路设计24-27
• 3.1.1 自动休眠功能的电路设计24-25
• 3.1.2 低电压检验测量功能的电路设计25
• 3.1.3 开机(On/Recall)按键复用功能的电路设计25-26
• 3.1.4 LCD自测功能的电路设计26-27
• 3.2 仪器的低功耗设计27-29
• 3.2.1 降低系统功耗的优势27-28
• 3.2.2 检测仪的低功耗设计28-29
• 3.3 检测仪工作流程29
• 3.4 检测仪校准方式与数据处理算法29-31
• 3.4.1 检测仪校准方法29-30
• 3.4.2 测试数据处理算法30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 检测仪的标定以及误差分析32-45
• 4.1 引言32
• 4.2 检测仪的标定32-40
• 4.2.1 检测仪的标定方法32-33
• 4.2.2 最小二乘法拟合33-36
• 4.2.3 多项式插值36-39
• 4.2.4 分段插值39-40
• 4.3 重复精度的研究40-43
• 4.4 测量误差分析43-44
• 4.4.1 检测仪测量误差评估43
• 4.4.2 检测时反射盘与光路同轴度对检测误差的影响43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 结论45-46
• 参考文献46-50
• 致谢50

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本文编号：819820