智能型阿基米德定律实验仪的研制
发布时间：2021-04-27 13:26
物理是自然科学中的一门基础学科。学习物理知识离不开物理实验操作。物理实验是物理学的基础,它可以加深学生对课本知识的理解,提高学生的学习兴趣,培养学生的思维能力和创新意识。因此,物理课堂演示实验非常重要,而阿基米德原理实验又是物理实验的重中之重。所以这就要求在教学中,验证阿基米德原理的实验要操作简单、效果明显。传统的阿基米德原理实验步骤繁琐、测量的数据多、误差大、数据容易混淆,而且实验装置存在一定的缺陷,让学生对于阿基米德原理的理解不够全面。为了让学生能正确理解阿基米德原理,为以后的物理学习打好基础,阿基米德原理实验装置的改进是非常有必要的。本实验仪采用高精度的传感器测量液位和浮力,克服了传统实验中误差大、步骤繁琐等缺点。实验仪整体主要设计了两个装置:液位测量装置和浮力测量装置。液位测量装置中线性CCD图像传感器采用激光反射测量法采集液位变化信息。通过STM32F103单片机产生CCD驱动信号,对CCD的输出信号进行预处理并进行A/D转换。图像处理中采用中值滤波方法处理图像噪声,再对图像进行液位提取,然后在STM32液晶显示屏上显示出测量图像,通过触摸屏实现图像定位,获取最终的液位变化。...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究现状和意义
1.3 课题研究的主要内容
2 智能型实验仪的简述
2.1 实验仪的总体结构
2.2 实验仪的浮力测量原理
2.3 实验仪的液位测量原理
2.4 本章小结
3 图像传感器和拉力传感器
3.1 线性CCD图像传感器原理
3.2 线性CCD图像传感器的选择
3.3 拉力传感器的原理
3.4 拉力传感器的选择
3.5 激光光源的原理和选择
3.6 本章小结
4 液位测量的研究
4.1 STM32F103单片机简介
4.2 激光光源驱动电路
4.3 CCD驱动电路设计
4.4 CCD信号预处理和A/D驱动工作控制
4.5 图像处理
4.6 LCD显示和触摸屏按键实现
4.7 实验结果分析
4.8 本章小结
5 拉力测量的研究
5.1 拉力传感器电路设计
5.2 拉力传感器程序设计
5.3 实验结果分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于称重传感器技术的应用研究[J]. 钟洪友. 衡器. 2017(04)
[2]模拟传感器与数字传感器之比较[J]. 姚庆全,杨家润,高艳飞. 衡器. 2016(03)
[3]基于机器视觉的图像边缘检测算法的优化研究[J]. 陈凯,王舒憬. 工业控制计算机. 2015(11)
[4]对“浮力”教学的点滴体会[J]. 张万舟. 新课程学习(上). 2014(09)
[5]基于Kerr电光效应测量的液体空间电荷产生及其分布特性[J]. 司马文霞,黄思思,杨庆,袁涛,廖磊,施健. 高电压技术. 2014(01)
[6]基于CPLD的CCD驱动时序的设计[J]. 张海存,王岩,鲍龙祥. 航空精密制造技术. 2012(05)
[7]三维感光音乐播放器[J]. 王明轩,熊鸣. 硅谷. 2012(18)
[8]管道检测机器人的设计与开发[J]. 张艳玲,何庆中,王志鹏,顾文武. 化工自动化及仪表. 2012(03)
[9]几个初中物理演示实验的改进[J]. 温金全. 中国教育技术装备. 2011(31)
[10]基于STM32的便携式人机界面系统[J]. 邸兴,陈贝,韩俊. 电子设计工程. 2011(05)
博士论文
[1]形态学与小波分析在智能交通车辆检测系统中的应用[D]. 吴薇.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]高分辨率线阵CCD岩芯扫描成像系统研究[D]. 赵山山.重庆理工大学 2016
[2]喷水推进无人艇六自由度运动建模与仿真研究[D]. 岳晋.大连海事大学 2016
[3]便携式通用光功率计的研究与设计[D]. 彭辉丽.浙江工业大学 2013
[4]悬浮抱杆组塔全程监控系统的研究与实现[D]. 刘建锋.南京理工大学 2013
[5]相位式激光测距系统设计[D]. 高曰云.中北大学 2013
[6]数字图像去马赛克IP设计与验证[D]. 王毅博.西安电子科技大学 2013
[7]基于线阵CCD的便携式光谱采集系统的设计与实现[D]. 戴勇军.电子科技大学 2012
[8]一种基于线阵CCD的液位测量装置的光路设计与实验研究[D]. 王云锋.哈尔滨工程大学 2012
[9]线阵CCD液位测量及光路设计研究[D]. 王伟强.哈尔滨工程大学 2011
[10]基于PLC的矿井皮带机远程监控系统的研究[D]. 王成.辽宁工程技术大学 2011
本文编号：3163550
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究现状和意义
1.3 课题研究的主要内容
2 智能型实验仪的简述
2.1 实验仪的总体结构
2.2 实验仪的浮力测量原理
2.3 实验仪的液位测量原理
2.4 本章小结
3 图像传感器和拉力传感器
3.1 线性CCD图像传感器原理
3.2 线性CCD图像传感器的选择
3.3 拉力传感器的原理
3.4 拉力传感器的选择
3.5 激光光源的原理和选择
3.6 本章小结
4 液位测量的研究
4.1 STM32F103单片机简介
4.2 激光光源驱动电路
4.3 CCD驱动电路设计
4.4 CCD信号预处理和A/D驱动工作控制
4.5 图像处理
4.6 LCD显示和触摸屏按键实现
4.7 实验结果分析
4.8 本章小结
5 拉力测量的研究
5.1 拉力传感器电路设计
5.2 拉力传感器程序设计
5.3 实验结果分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于称重传感器技术的应用研究[J]. 钟洪友. 衡器. 2017(04)
[2]模拟传感器与数字传感器之比较[J]. 姚庆全,杨家润,高艳飞. 衡器. 2016(03)
[3]基于机器视觉的图像边缘检测算法的优化研究[J]. 陈凯,王舒憬. 工业控制计算机. 2015(11)
[4]对“浮力”教学的点滴体会[J]. 张万舟. 新课程学习(上). 2014(09)
[5]基于Kerr电光效应测量的液体空间电荷产生及其分布特性[J]. 司马文霞,黄思思,杨庆,袁涛,廖磊,施健. 高电压技术. 2014(01)
[6]基于CPLD的CCD驱动时序的设计[J]. 张海存,王岩,鲍龙祥. 航空精密制造技术. 2012(05)
[7]三维感光音乐播放器[J]. 王明轩,熊鸣. 硅谷. 2012(18)
[8]管道检测机器人的设计与开发[J]. 张艳玲,何庆中,王志鹏,顾文武. 化工自动化及仪表. 2012(03)
[9]几个初中物理演示实验的改进[J]. 温金全. 中国教育技术装备. 2011(31)
[10]基于STM32的便携式人机界面系统[J]. 邸兴,陈贝,韩俊. 电子设计工程. 2011(05)
博士论文
[1]形态学与小波分析在智能交通车辆检测系统中的应用[D]. 吴薇.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]高分辨率线阵CCD岩芯扫描成像系统研究[D]. 赵山山.重庆理工大学 2016
[2]喷水推进无人艇六自由度运动建模与仿真研究[D]. 岳晋.大连海事大学 2016
[3]便携式通用光功率计的研究与设计[D]. 彭辉丽.浙江工业大学 2013
[4]悬浮抱杆组塔全程监控系统的研究与实现[D]. 刘建锋.南京理工大学 2013
[5]相位式激光测距系统设计[D]. 高曰云.中北大学 2013
[6]数字图像去马赛克IP设计与验证[D]. 王毅博.西安电子科技大学 2013
[7]基于线阵CCD的便携式光谱采集系统的设计与实现[D]. 戴勇军.电子科技大学 2012
[8]一种基于线阵CCD的液位测量装置的光路设计与实验研究[D]. 王云锋.哈尔滨工程大学 2012
[9]线阵CCD液位测量及光路设计研究[D]. 王伟强.哈尔滨工程大学 2011
[10]基于PLC的矿井皮带机远程监控系统的研究[D]. 王成.辽宁工程技术大学 2011
本文编号：3163550
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