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1、动车模型激光测速技术研究 姓名：宗雨 班级：160102 学号：16101024 CONTENTS激光测速技术在动车模型中的应用应 用 背 景01测速原理02误差分析03实验结果04 01 应 用 背 景 Application Background应 用 背 景动车组的高速发展给交通带来了极大便利,但是速度的提高同时也带来高肇事率.动车速度与车内的气体热力学性质、分子分布规律以及通过隧道时车内的压力波动息息相关.为测量动车速度,首先利用动车模型建立光电测试方案.本文使用点光源激光器及棱镜原向反射屏构成原向反射式激光区截测速模块,实现对动车模型速度的测量.Option 01Option 02
2、Option 03Option 04 02测速原理 measuring principle测 速 原 理 测速模块现场布置示意图 01 03 0502 04待测模型沿箭头方向行驶经过测速模块时,反射屏将会接收光通量发生变化光敏探测器件将变化的光通量转化为电流信号根据两反射屏之间的距离s和时间t,可以得到动车模型的平均速度v= s/ t. 电流信号光电放大电路后被放大成为动车过靶信号过靶信号经过整形电路中的比较器电路和单稳态电路变为具有固定脉宽的数字信号 measuring principle测 速 原 理 measuring principle测 速 原 理测速模块原理示意图 利用光斑尺寸确定
3、光敏探测器尺寸反射至光米探测器激光器发射激光束经过棱镜原向反射屏 measuring principle测 速 原 理 棱镜原向反射屏及其剩余发散角微晶立方角体原向反射膜结构示意图微晶立方角体结构示意图 微晶立方角体连接示意图原向反射膜反光强度对比 棱镜原向反射屏及其剩余发散角 CCD相机测量剩余发散角实验装置图a：棱镜原向反射屏与分光镜的距离b：投射屏距离分光镜的距离2：用CCD相机拍摄的经过原向反射屏反射回来的光斑的直径剩余发散角：arctan a b 环境光抑制措施由于动车测速需在室外进行,测速模块应该适应室外环境的干扰.本系统采取两种措施来抑制环境光.一种是在光敏检测器件前增加一个窄带
4、滤光片,根据点光源激光器的参数要求选用650 nm的窄带滤光片.另一种抑制环境光干扰的方法是通过电路实现.测速模块最易受环境光影响的是应当是光电放大器. 650 nm窄带滤光片特性曲线 650 nm窄带滤光片参数表 系统误差来源及精度分析 error analysis 01 ba 01ab测距误差来源测距误差s测时误差ts：1.钢尺精度引起的测量误差. 2.环境温度引起的靶距误差s12. 3.人为操作误差s13. 4.靶距误差s1.t：1.示波器上的时间判读误差. 2.比较器电路的反转时间. 3.单稳态电路的延时误差. 03可行性实验及实验结论 可行性实验及实验结论conclusion实验现场布置示意图实 验 波 形 布置好实验装置后,使用表面贴有两条平行原向发射屏的装置,在距离测速模块3 m处演示动车模型经过测速模块的过程,并且在示波器上显示实验波形,如图11所示.根据两条原向反射屏之间的距离s=60 mm和示波器上显示的两波形之间的时间间隔t= 12.90 ms,可以计算出表面贴有两条平行原向发射屏的装置经过测速模块的平均速度v=st= 4.65 m/s.实验结果验证了测速模块的可行性,并验证了该测速模块具有灵敏度高、可靠性强等优点. 可行性实验及实验结论conclusion THANKS FOR WATCHING激光测速技术在动车模型中的应用
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