非金属材料高温变形光电检测系统研究

发布时间：2017-08-20 09:19

  本文关键词：非金属材料高温变形光电检测系统研究

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【摘要】：热膨胀在生产生活中是一种很常见的现象,是研究物质热物理重要的一部分。对工业加工和航天航空等领域来说,都需要考虑物质的热膨胀现象。物体受热变形会影响相关生产和工程设计中材料的选取等方面,所以对物体的高温物相微小变化的研究有着重要的意义。为了得到非金属在高温环境下的物相变化,本论文设计了一种非金属材料受热膨胀的测量方法,来掌握其在高温下的热膨胀规律特性。在总结现有成果的基础上,提出了CCD成像法测量的非接触式检测方案,可实现对高温下非金属材料的微小形变的高精度测量,对材料温度变化和微小形变的线性关系进行分析。本论文选用线阵CCD为测量元件,使用FPGA对其进行时序驱动和对测量系统各个模块的控制,最后通过USB对上位机进行通信,并给出了各个部分电路设计和程序流程设计。本测量系统的研究涵盖了光学、电子学、光电传感器技术等多学科技术。通过对非金属高温下微小形变测量的实验结果可以证明此系统设计合理,能够达到测量要求。
【关键词】：非接触测量 高温 微小变形 线膨胀系数 线阵 CCD
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB302;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 主要研究内容12-14
• 第二章 系统的工作原理及设计14-21
• 2.1 微小变形测量系统工作原理14
• 2.2 微小变形量测量方法14-16
• 2.3 测量系统光学系统设计16-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 线阵CCD的驱动与设计21-37
• 3.1 线阵CCD的选择21-25
• 3.2 可编程逻辑器件FPGA的选型25-26
• 3.3 线阵CCD的时序驱动26-28
• 3.4 线阵CCD模拟信号处理28-32
• 3.5 FPGA对CCD实现中值滤波32-33
• 3.6 CCD信号二值化处理33-34
• 3.7 电源电路设计34-36
• 3.8 本章小结36-37
• 第四章 数据采集传输和处理37-43
• 4.1 USB传输模块37-40
• 4.2 控制界面设计40-41
• 4.3 实验结果41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 系统不确定度分析43-48
• 5.1 CCD对测量精度的影响及解决方法43-44
• 5.2 外界因素对测量精度的影响及解决方法44-47
• 5.3 本章小结47-48
• 第六章 结论48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-51

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