LCD面光栅设计及在三维形体测量中的应用

用分光计测光栅常数和光波的波长

衍射光栅是一种高分辨率的光学色散元件，它广泛应用于光谱分析．随着现代技术的发展，它在计量、无线电、天文、光通信、光信息处理等许多领域中都有重要的应用． 【实验目的】 1．观察光栅的衍射现象，研究光栅衍射的特点． 2．测定光栅常数和汞黄光的波长． 3．通过对光栅常数和波长的测量，了解光栅的分光作用，并加深对光的波动性的认识． 【实验仪器与用具】 分光计1台，光栅1个，低压汞灯1个． 【实验原理】 普通平面光栅是在一块玻璃片上用刻线机刻画出一组很密的等距的平行线构成的．光波射向光栅，刻痕部分不透光，只能从刻痕间的透明狭缝过．因此，可以把光栅看成一系列密集、均匀而又平行排列的狭缝． 图15—1光栅衍射图 光照射到光栅上，通过每个狭缝的光都发生衍射，而衍射光通过透镜后便互相干涉．因此，本实验光栅的衍射条纹应看做是衍射与干涉的总效果．

下面我们来分析平行光垂直射到光栅上的情况(图15－1)．设光波波长为λ，狭缝和刻痕的宽度分别为a和b，则通过各狭缝以角度φ衍射的光，经透镜会聚后如果是互相加强，在其焦平面上就得到明亮的干涉条纹．根据光的干涉条件，光程差等于波长的整数倍或零时形成亮条纹．由图15－1可知，衍射光的光程差为(a+b)sinφ，于是，形成亮条纹的条件为： (a+b)sinφ= Kλ，K = 0，±1，±2，… 或d sinφ＝Kλ．（15－1） 式中，d＝a+b称为光栅常数，λ为入射光波波长，K为明条纹(光谱线)级数，φ是K级明条纹衍射角． K＝0的亮条纹叫中央条纹或零级条纹，K＝±1为左右对称分布的一级条纹，K ＝±2为左右对称的二级条纹，以此类推． 光栅狭缝与刻痕宽度之和a+b称为光栅常数．若在光栅片上每厘米宽刻有n条刻痕，则光栅常数d＝(a+b)= cm．当a+b已知时，只要测出某级条纹所对应的衍射角φ，通过式(15－1)即可算出光波波长λ．当λ已知时，只要测出某级条纹所对应的衍射角φ，通过式(15—1)可计算出光栅常数． 图15－2 光栅的放置 在λ和a+b一定时，不同级次的条纹其衍射角不同．如a+b很小，则光栅衍射的各级亮条纹分得很开，有利于精密测量．另外，如果K和a+b一定时，则不

造型设计基础(上)[1]

主讲：汤军

Chapter1 绪论

1.概述 造型设计基础设 计 思 维 和 设 计 能 力 的 主 要 手 段 工 业 设 计 教 育 的 基 础 通 向 专 业 设 计 课 程 的 桥 梁 培 养 和 激 发 学 生 的 创 造 能 力 实 质

造型设计基础教学是从综合的角度，把各种造型的要素具体的纳入学习领域，使学生们通过各种形式的课题训练，对 和有确实的体验，让他们在、、、、等方面得到全面提高。 材料的属性构造加工方法形态视觉的语言美的秩序创造能力表现能力体验能力探索能力美的感觉、、、、 造型设计基础的训练，是学习设计的基础与过程，它与实际的设计有一定的距离。所谓，是指。也就是学生在从事实用性设计之前，对与性研究的练习，换句话说，是设计师的预备教育。 造型设计基础在专门的设计教育中，通过具体课题的练习，对造型的要素形态、机能、材质等的认识和剖析，使学生掌握有秩序地组织这些要素的方法，从而达到提高学生的计划能力，创造能力以及培养良好的设计感觉形态机能

形态形式的基础 作为形式要素之一，是“形”通常指物体外在的形状， “态”则是物体蕴涵的“神态”。因此，形态就是物体 “外形”与“神态”的结合。 形态学造型论信息的载体最 终基础教育重要又名，工业设计的其中一个 产 品 的 形 态 是是产品表达 ,工业 形态学课程对 工 业 设 计 专业学生进行 造型

我国早期传统基础造型教育 我国大多数设计院校早期的基础设计教育，几乎都是以传统的图案作为设计基础的训练内容。可以说，传统的图案教学对当时的设计教育起到了非常重要的作用。传统的图案对于当时从专业绘画转过来学习设计的学生的造型设计 能力的培养起到很大的帮助。 我国是个历史悠久的文化大国，各类、各民族精湛的艺术作品蜚声世界，艺术前辈为我们流传下来丰富的艺术财富，为我们学习设计提供了宝贵的素材，而且也为我们的设计确定了正确的观念。这是传统图案带给我们的巨大帮助。但是，在现代社会高度发展的今天，传统图案也无法克服自身缺憾，比如：在面对造型形态的空间处理、造型材料的运用、制作工艺的选择等方面的没有解释，加上传统工艺美术多为艺人的手工操作为主要的生产形式，这就决定了传统图案作为现代造型设计基础能力训练的课程有着致 命的弊端。

光栅衍射法测光栅常数

实验G2 光栅衍射法测光栅常数 实验目的： 1、初步掌握数码摄影的基本知识和摄影技巧。 2、利用数码图像处理方法测量光栅常数。 实验仪器： 光栅、He-Ne激光器、滑轨、偏振片、坐标纸、可调支架、数码相机、三脚架等。 实验原理：（阅读实验教材p165~167，回答练习题） λ ? n= d =，??? 1k / m m k。 ，2 1 ± ， ± =， 实验内容： 1、布置光路 (1)按光路摆放各实验装置，光栅镀膜面应向着光屏。 (2)调节光栅到光屏之间的距离L，使该距离尽量大的同时， 至少能观察到±1级衍射光斑。 (3)旋转偏振片，使衍射光斑变暗变小，但要能看清。 (4)调节激光平行于光具座，光栅平面和光屏垂直于光具座。 此时，±1级衍射光斑到中央亮斑的距离相等。 2、拍摄照片 (1)将数码相机安装到三脚架上，连接电源适配器，用最大像素数和精细画质拍摄。 (2)旋转模式转盘到P档；设置感光度ISO值为最低；驱动模式为自拍延时两秒（2）；关 (3)调节镜头焦距到中等位置，调节三脚架高度及位置，使相机与衍射光斑平齐，拍摄画面 略宽于±1级衍射光斑的间距，半按快门完成聚焦，全按快门拍摄照片。 (4)改变镜头焦距和三脚架位置，再次拍摄照片。 3、测量数据 (1)测量光栅到光屏之间的距离L：请单眼垂直向下观察光栅（光屏）平面对齐哪个刻度。 (2)测量±1级衍射光斑的间距D：用Photoshop打开刚才拍摄的照片，按住吸管工具可以 更换为度量工具，用度量工具测量衍射光斑附近坐标纸上（几个）厘米长度的距离，然后测量±1级衍射光斑的距离，通过比例换算，可得±1级衍射光斑的真实间距D。 (3)打开另一幅照片，测量下一组数据。 数据记录及处理： 预习思考题： 1.为了得到光栅常数应测量哪些量？ 2.在测量过程中，若光源光强太大，会产生怎样的后果？可采取哪些方法改善？ 3.将偏振片放置于光栅与光源之间得到的图像与其放置在光栅与光屏之间得到的图像会有 怎样的不同？ 4.像素是什么？ 课后思考题： 1.偏振片在实验中起到的作用是什么？偏振片的位置是处于在光屏与光栅之间还是光源与 光栅之间？为什么？ 2.实验中使用坐标纸的原因是什么？能不能更替为普通白纸？ 实验讨论： 描述实验中观察到的异常现象及可能的解释，分析实验误差的主要来源，对实验仪器和 方法的建议及本实验在其它方面的应用等。

光栅式位移测量仪的设计

唐山学院课程设计 一、系统工作原理光栅位移传感器的原理1.1随着主光与位移部 件固定连接，光栅位移传感器通过主光栅（即标尺光栅），则光栅组透光部分θ栅和副光栅（即指示光栅）进行相对位移，栅线间夹角为光栅位移传感器位移即形成了莫尔条纹。呈菱形，综合效果是一组等间距亮带，经过光电器件转换使黑白相间的条纹转换成正弦波变化的电时莫尔条纹也移动，信号。 （a）长光栅结构（b）莫尔条纹的形成 1 莫尔条纹的原理图电信号再经过放大器放大、整形电路整形，细分、辨向等电路，最终送到单 LCD屏显示。片机对移动的莫尔条纹进行计数，运算后送到系统整体设计框图1.2 所示：系统整体框图如图2四单光放 倍LCD片栅大频机传整位移信号细计感形屏分数器电显辨运路示向算 图2 系统整体框图 该光栅传感器检测后产生近似正弦波的电信号。光栅尺移动产生莫尔条纹，辨向电路实现模再经四细分、整形电路将正弦信号变成方波，电信号经过放大、数转换的部分使电路简单，编程容易。细-拟信号到数字信号的转变，省去了模1 唐山学院课程设计 分信号输入到单片机T0口进行计数，通过程序运算，再由LCD屏显示出运算结

果。 二、系统硬件设计 2.1放大电路设计 采用同向比例放大电路，如图3： 图3 同向比例放大电路 同相比例放大电路结构简单，比较常用，放大倍数易于调整。 采用LM324系列运算放大器（引脚图如图4），是价格便宜的差动输入功能的四运算放大器。可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V。

LM324的特点： 短跑保护输出1. 2.真差动输入级 3V-32V 3.可单电源工作：）LM324A 4.低偏置电流：最大100nA（每封装含四个运算放大器。 5. 具有内部补偿的功能。6. 7.共模范围扩展到负电源行业标准的引脚排列8. 输入端具有静电保护功能9. 图引脚图4 LM324 2 唐山学院课程设计 2.2整形电路设计 图5可以把幅值为0.7v～15v的正弦波转换为方波。 NE5532为一个滞回比较器，把正弦波转化为有正负值的方波，再接一级LM311，可以使方波只有5v和0v电压值。 NE5532A是一种双运放高性能低噪声运算放大器。相比较大多数标准运算放大器，如1458，它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备，仪器控制电路和电话通道放大器。 LM311的电压比较器设计运行在更宽的电源电压：从标准的±15V运算放大器到单5V电源用于逻辑集成电路。其输出兼容RTL,DTL和TTL以MOS电路。此外，他们可以驱动继电器，开关电压高达50V，电流高达50mA。

素描头像与头部形体结构

要想画好一幅素描头像，首先要认识这个形象。怎样才能了解和掌握它呢?这就要求我们从形象的结构特征出发，对人物形体结构进行全面的分析理解，才会在今后学习中取得可喜进步。 素描造型的基本手段 素描造型的表现手法多种多样，在这里我们考虑再三，仅谈两种表现手法：即线条和明暗。 线条 线条是一种明确的富有表现力的造型手段，能直接地、概括地勾划出对象的形体特征和形体结构，它具有丰富的表现力和形式美感。随着对象的不同，要求用不同的线条表现。从艺术大师不同画风比较中，

就可以认识到这种表现领域的广泛性。 线条还有一种表现节奏的作用，轻重起伏波纹式线条，或刚柔相间、长短穿插、曲直弯转、抑扬顿挫的线条，给人以音乐的节奏感。门采尔《轧铁工人》的画中就给我们这种心理效果。 线条在素描中不仅可以有效地把握形体，还能对所要表现的物象做出有力的判断。素描训练无论采取哪种手段，开始都要用线确定所有的关系。用不同种线条来寻找形体，—用多条重要的辅助线划分比例定位置；用长直线画大的形体关系；用切线画出小的结构转折关系；用重线、实在线表现近处和暗部；用淡线、虚线表现亮部和迟远的部分。在素描训练中通过对线的探索，逐渐认识线在绘画中的作用，并能通过线条创造美的造型。 明暗 明暗是表现物象立体感、空间感的有力阶段，对其真实地表现对象具有重要的作用。明暗素描适宜于立体地表现光线照射下物象的形体结构、物体各种不同的质感和色度、物象的空间距离感等等，使画面形象更加具体，有较强的直觉效果。在早期的绘画中，就有人不同程度地采用了这种手段。到了文艺复兴时期，随着科学的发展，促进了这种手段的成熟，形成了明暗造型的科学法则。这时期的三杰：达·芬奇、米开郎基罗、拉斐尔等艺术大师的研究实践把前人的经验，发展到了一个新的阶段。 明暗现象的产生是光线作用于物体的反映，建立在物理光学的基础上。没有光就不能产生明暗。倘若光线射在某一立体物体上，就不难

光栅常数测定实验数据处理及误差分析(精)

2012大学生物理实验研究论文 光栅常数测定实验数据处理及误差分析 摘要：在光栅常数的测定实验中，很难保证平行光严格垂直人射光栅，这将形成误差，分光计的对称测盘法只能消除误差的一阶误差，仍存在二阶误差。.而当入射角较大时，二阶误差将不可忽略。 关键词：误差，光栅常数，垂直入射，数据处理 Analysis and Improvements of the Method to Measure the Grating Constant xuyongbin (South-east University, Nanjing,,211189) Abstract: During the measuring of grating constant determination,the light doesn’t diffract the grating and leads to error.Spectrometer rm,there is still the measured the symmetry disc method can only eliminate the first -order correction term,there is still the second-order correction error.When the incident angle of deviation is large,the error can not be ignored,an effective dada processing should be taken to eliminate the error . key words: Grating Constant，Accidental error ,Improvements 在光栅常数测定的实验中，当平行光未能严格垂 直入射光栅时，将产生误差，用对称测盘法只能消除 一阶误差，仍存在二阶误差，我们根据推导，采取新 的数据处理方式以消除二阶实验误差。 1.1 光栅常数测定实验误差分析 在光栅光谱和光栅常数测定实验中，我们需要调节 光栅平面与分光计转抽平行，且垂直准直管，固定 载物台，但事实上，我们很做到，因此导致了平行 光不能严格垂直照射光栅平面，产生误差，虽然分 光计的对称测盘可以消除一阶误差，但当入射角

光栅式位移测量

光栅式位移测量 欣欣机械学院 摘要光栅是高精度位移测量元件，它与数字信号处理仪表配套，组成位移测量系统，被广泛地应用于数控机床等自动化设备当中。光栅测量位移的原理主要是利用光栅莫尔条纹原理来实现的.本文主要介绍了光栅的测量位移原理以及几种干涉的测量方法，有助于简单了解光栅式位移测量。 关键词光栅莫尔条纹辨向光栅干涉 1 引言 随着人们对大量程、高分辨力和高精度的测量要求的不断深化，光栅位移测量技术正在受到越来越广泛的重视。相比于其它高精度位移测量方法，光栅位移测量在结构、光路、电路和数据处理方面都比较简单、紧凑，整个系统体积小、成本低、易于仪器化、适合于推广应用；同时，它以实物形式提供测量基准，既可以采用低热膨胀系数的石英或零膨胀玻璃等材料作为基体，也可以采用具有和钢等材料非常接近的热膨胀系数的玻璃或金属材料作为基体，稳定可靠，零点漂移极小，对环境条件的要求低，对实验研究及工程应用都非常方便，在位移测量领域具有广阔的发展前景。 传统的光栅测量系统一般是采用接受光栅副的莫尔条纹信号，然后进行电子细分和处理来实现位移量的测量。但此类基于光强幅度调制的测量系统，为达到信噪比很大的稳定输出，必须使得经莫尔条纹产生的光电输出电压的交变成分幅值尽可能大。这就要求标光栅和指示光栅之间的距离必须很小且稳定。中间不能有异物而生产现场环境恶劣，常常会因为污染而使传感器信号变坏，甚至不能工作。粗光栅位移测量系统继承了传统光栅测量的优点，同时又改进了它的不足。它采用栅距为0.635mm的反射式粗线纹光栅尺光学系统设计成物方远心光路，取消了指示光栅这种系统中光栅尺不用密封。传感头与光栅尺之间工作间隙为15mm左右，表面不怕沾有油或水。同时由于其具有自对准特性加之线纹间距大，因而具有接长方便的特点。特别适用于需要进行大范围测量和定位的各种大中型数控机床。 2 光栅式位移测量分析 2．1光栅测量原理 2．1．1光栅的分类和结构 光栅种类很多，可分为物理光栅和计量光栅。物理光栅主要是利用光的衍 射现象，常用于光谱分析和光波波长测定，而在检测技术中常用的是计量光 栅。计量光栅主要是利用光的透射和反射现象，常用于位移测量，有很高的分 辨力。计量光栅可分为透射式光栅和反射式光栅两大类，均由光源、主光栅、指 示光栅、光电元件三大部分组成。光电元件可以是光敏二极管，也可以是光电 池。透射式光栅一般是用光学玻璃或不锈钢做基体，在其上均匀地刻划出间 距、宽度相等的条纹，形成连续的透光区和不透光区。 计量光栅的结构图如图2．1所示。

光栅常数测定实验数据处理及误差分析

光栅常数测定实验数据处理及误差分析 摘 要： 在光栅常数的测定实验中，很难保证平行光严格垂直人射光栅，这将形成误差，分光计的对称测盘法只能消除误差的一阶误差，仍存在二阶误差。.而当入射角较大时，二阶误差将不可忽略。 关键词： 误差，光栅常数，垂直入射，数据处理 Analysis and Improvements of the Method to Measure the Grating Constant xuyongbin (South-east University, Nanjing,,211189) Abstract: During the m easuring of grating constant determination,the light doesn’t diffract the grating and leads to error.Spectrometer rm,there is still the measured the symmetry disc method can only eliminate the first -order correction term,there is still the second-order correction error.When the incident angle of deviation is large,the error can not be ignored,an effective dada processing should be taken to eliminate the error . key words: Grating Constant ，Accidental error ,Improvements 在光栅常数测定的实验中，当平行光未能严格垂直入射光栅时，将产生误差，用对称测盘法只能消除一阶误差，仍存在二阶误差，我们根据推导，采取新的数据处理方式以消除二阶实验误差。 1.1 光栅常数测定实验误差分析 在光栅光谱和光栅常数测定实验中，我们需要调节光栅平面与分光计转抽平行，且垂直准直管，固定载物台，但事实上，我们很做到，因此导致了平行光不能严格垂直照射光栅平面，产生误差，虽然分光计的对称测盘可以消除一阶误差，但当入射角θ 较大时，二阶误差也会造成不可忽略的误差。 当平行光垂直入射时，光栅方程为： d k k /sin λφ= （1） 如上图，当平行光与光栅平面法线成θ角斜入射时的光栅方程为： d k k /sin )sin(λθθφ=+- （2）

光栅常数的测定

光栅常数的测定—作图法 一、实验要求 根据光栅方程由汞灯的一、二级光谱选择合适的参变量进行测量，如何选定横轴和纵轴进行作图，通过图像怎样得到光栅常数？ 二、实验目的 1. 观察光栅衍射现象和衍射光谱 2. 进一步熟悉分光计的调节和使用 3. 选定波长已知的光谱线测定光栅常量 三、实验仪器 分光计、光栅、汞灯、双面反射镜 四、实验原理 当单色平行光垂直照射到光栅面上，透过各狭缝的光线将向各个方向衍射。如果用凸透镜将与光栅法线成?角的衍射光线会聚在其焦平面上，由于来自不同狭缝的光束相互干涉，结果在透镜焦平面上形成一系列明条纹.根据光栅衍射理论，产生明条纹的条件为 d sinα=kλk= ±1，±2，…(1—1) 式中d=a+b为光栅常量，λ为入射光波长，k为明条纹(光谱线)的级数，?k为第k级明条纹的衍射角.(1―1)式称为光栅方程，它对垂直照射条件下的透射式和反射式光栅都适用。如果入射光为复色光，由(1―1)式可知，波长不同，衍射角也不同，于是复色光被分解.而在中央k=0处， 各色光仍然重叠在一起，形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称分布着k= ±1，±2，…级光谱.每级光谱中 紫色谱线靠近中央明条纹，红色谱线远离中央明条纹。实验中如用汞灯照射分光计的狭缝，经平行光管后的平行光垂直照射到放在载物台上的光栅上，衍射光用望远镜观察，在可见光范围内比较明亮的光谱线如图26―2所示.这些光谱线的波长都是已知的，(1―1)式可转变为： λ=dsi nα用分光计判断不同颜色光的谱线并测出相应的衍射角k。在坐标轴上画出λ—sinα的函数图像，图像斜率为d，所以可得光栅常数d=sinα 五、实验内容 (一)调整分光计 调好的分光计应使望远镜调焦在无穷远，平行光管射出平行光，望远镜与平行光管共轴并与分光计转轴垂直.平行光管的狭缝宽度调至0．3mm左右，并使狭缝与望远镜里分划板

1实验一-双光栅测量微弱振动位移量

实验一 双光栅测量微弱振动位移量 精密测量在自动化控制的領域里一直扮演着重要的角色，其中光电测量因为有较佳的精密性与准确性，加上轻巧、无噪音等优点，在测量的应用上常被采用。作为一种把机械位移信号转化为光电信号的手段，光栅式位移测量技术在长度与角度的数字化测量、运动比较测量、数控机床、应力分析等领域得到了广泛的应用。 多普勒频移物理特性的应用也非常广泛，如医学上的超声诊断仪、测量海水各层深度的海流速度和方向、卫星导航定位系统、音乐中乐器的调音等。 双光栅微弱振动测量仪在力学实验项目中用作音叉振动分析、微振幅(位移)、测量和光拍研究等。 【实验目的】 1. 了解利用光的多普勒频移形成光拍的原理并用于测量光拍拍频； 2. 学会使用精确测量微弱振动位移的一种方法； 3. 应用双光栅微弱振动测量仪测量音叉振动的微振幅。 【实验原理】 1． 位移光栅的多普勒频移 多普勒效应是指光源、接受器、传播介质或中间反射器之间的相对运动所引起的接收器接收到的光波频率与光源频率发生的变化，由此产生的频率变化称为多普勒频移。 由于介质对光传播时有不同的相位延迟作用，对于两束相同的单色光，若初始时刻相位相同，经过相同的几何路径，但在不同折射率的介质中传播，出射时两光的位相则不相同。对于位相光栅，当激光平面波垂直入射时，由于位相光栅上不同的光密和光疏媒质部分对光波的位相延迟作用，使入射的平面波变成出射时的摺曲波阵面，见图1。 激光平面波垂直入射到光栅，由于光栅上每缝自身的衍射作用和各缝之间的干涉，通过光栅后光的强度出现周期性的变化。在远场，我们可以用大家熟知的光栅衍射方程即(1)式来表示主极大位置： λθk d ±=sin ???=,2,1,0k （1） 式中 ，整数k 为主极大级数，d 为 光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。 如果光栅在y 方向以速度v 移动，则从光栅出射的光的波阵面也以速度v 在y 方向移动。因此在不同时刻，对应于同一级的衍射光线，它从光栅出射时，在y 方向也有一个vt 的位移量，见图2。 这个位移量相应于出射光波位相的变化量为)(t φ? 图1 出射的摺曲波阵面

光栅式位移测量仪的设计(DOC)

一、系统工作原理 1.1光栅位移传感器的原理 光栅位移传感器通过主光栅（即标尺光栅）与位移部件固定连接，随着主光栅和副光栅（即指示光栅）进行相对位移，栅线间夹角为θ，则光栅组透光部分呈菱形，综合效果是一组等间距亮带，即形成了莫尔条纹。光栅位移传感器位移时莫尔条纹也移动，经过光电器件转换使黑白相间的条纹转换成正弦波变化的电信号。 （a）长光栅结构（b）莫尔条纹的形成 图1 莫尔条纹的原理 电信号再经过放大器放大、整形电路整形，细分、辨向等电路，最终送到单片机对移动的莫尔条纹进行计数，运算后送到LCD屏显示。 1.2系统整体设计框图 系统整体框图如图2所示： 图2 系统整体框图 光栅尺移动产生莫尔条纹，光栅传感器检测后产生近似正弦波的电信号。该电信号经过放大、整形电路将正弦信号变成方波，再经四细分、辨向电路实现模拟信号到数字信号的转变，省去了模-数转换的部分使电路简单，编程容易。细 四 倍 频 细 分 辨 向 单 片 机 计 数 运 算 放 大 整 形 电 路 光 栅 传 感 器 位移信号 LCD 屏 显 示

分信号输入到单片机T0口进行计数，通过程序运算，再由LCD屏显示出运算结果。 二、系统硬件设计 2.1放大电路设计 采用同向比例放大电路，如图3： 图3 同向比例放大电路 同相比例放大电路结构简单，比较常用，放大倍数易于调整。 采用LM324系列运算放大器（引脚图如图4），是价格便宜的差动输入功能的四运算放大器。可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V。 LM324的特点： 1.短跑保护输出 2.真差动输入级 3.可单电源工作：3V-32V 4.低偏置电流：最大100nA（LM324A） 5.每封装含四个运算放大器。 6.具有内部补偿的功能。 7.共模范围扩展到负电源 8.行业标准的引脚排列 图4 LM324引脚图9.输入端具有静电保护功能

用光栅和拉线式位移传感器实现试验机

用光栅和拉线式位移传感器实现试验机 横梁位移和速度误差的检定新方法 黄炯力 （西安计量技术研究院，西安，710068） 摘要：提出了一种新的应用光栅位移传感器和拉线式位移传感器检定试验机横梁位移和速度误差的新方法，设计并研制了横梁位移和速度检定装置，克服了传统检定方法准确度低、效率低下，无法去除系统误差和人为因素引入较大误差的问题，为万能试验机的横梁位移和速度检定提供了一种新的选择。 关键词：光栅、拉线、传感器、横梁位移、横梁速度、计量检定 引言 材料万能试验机是用于各种金属、非金属及复合材料进行力学性能指标测试的计量器具，通过微机控制系统对试验力、位移和形变进行精密测量。在试验机的计量检定中，除了对试验力等参数的检定，JJG475-2008《电子式万能试验机》国家检定规程第7.2条规定了试验机的首次检定中需要检定横梁位移和横梁移动速度的示值相对误差，JJG139-2014《拉力、压力和万能试验机》国家检定规程第6.2条中也规定了必须对试验机的横梁位移示值相对误差进行首次检定。由此可见，试验机横梁位移和横梁移动速度的示值误差是否合格，对于试验机的整机计量性能评价是非常重要的。 一、目前检定方法的缺陷 按照试验机国家检定规程中的规定，传统的试验机横梁位移和横

梁移动速度的检定主要是通过千分（百分）尺、钢直尺、高度尺等简易计量器具对横梁位移进行测量，通过秒表测量横梁移动时间进而间接测量出横梁的移动速度。这种传统的测量方法存在以下几点缺陷。第一、人为引入的误差较大且无法消除，用人掐秒表的方式来测量时间，则人的反应时间必定引入横梁移动时间的误差进而造成横梁移动速度的测量误差。 第二、在测量横梁移动速度的过程中，尤其是在横梁刚启动和最终停止前的这段时间内，由于克服横梁惯性的作用造成了这段时间的横梁移动速度并不是设定值，而是一个瞬时变量，且这个启动和停止的时间段是未知的。这就带来了一个速度测量的系统误差，影响到测量结果的准确判定。 第三、传统测量方法操作程序复杂，费时费力，检定效率低，特别是在低速和短量程的测量时，不仅费时，而且难以保证较高的准确度。 除此以外，对于早先提出的一些改进型（例如采用拉线式位移传感器）的测量方法，虽然克服了上述人为掐表和检定方法落后的缺陷，但仍然无法完全消除由于横梁惯性引入的系统误差问题。 二、采用光栅位移传感器和拉线式位移传感器测量横梁位移和速度 在积累了大量的万能试验机检定经验的基础上，经过对比和探索，我们采用了光栅位移传感器和拉线式位移传感器组合使用的方法实现对万能试验机横梁位移和移动速度的实时精确测量，研制了国内首台多传感器万能试验机速度位移检定仪。 检定仪由高精度拉线式位移传感器、光栅位移传感器、磁力安装

光栅光谱和光栅常数的测定===

光栅光谱和光栅常数的测定 实验十用透射光栅测定光波的波长及光栅的参数 光在传播过程中的反射、折射、衍射、散射等物理现象都与角度有关，一些光学量如折射率、波长、衍射条纹的极大和极小位置等都可以通过测量有关的角度去确定．在光学技术中，精确测量光线偏折的角度具有十分重要的意义．本实验利用分光计通过对不同色光衍射角的测定，来实现光栅常数、光栅角色散及光源波长等物理量的测量． ·实验目的 1．进一步练习掌握分光计的调节和使用； 2．观察光线通过光栅后的衍射现象； 3．学习应用衍射光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法． ·实验仪器 分光计、双面反射镜、平面透射光栅、汞灯． 分光计的结构及调节见实验三． 汞灯可分为高压汞灯和低压汞灯，为复色光源．实验室通常选用GP20Hg型低压汞灯作为光源，其光谱如表1所示．实验室通常选择强度比较大的蓝紫色、绿色、双黄线作为测量用．汞灯在使用前要预热5-10min，断电后需冷却5-10min，因此汞灯在使用过程中，不要随意开关． 表1 GP20Hg型低压汞灯可可见光区域谱线及相对强度颜色紫紫紫蓝紫蓝紫蓝紫蓝绿/λnm404.66 407.78 410.81 433.92 434.75 435.84 491.60 相对强度1800 150 40 250 400 4000 80 颜色绿黄绿黄黄橙红深红/λnm546.07 567.59 576.96 579.07 607.26 623.44 690.72 相对强度1100 160 240 280 20 30 250

衍射光栅是利用多缝衍射原理使入射光发生色散的光学元件，它由大量相互平行、等宽、等间距的狭缝或刻痕所组成．在结构上有平面光栅和凹面光栅之分，同时光栅分为透射式和反射式两大类．本实验所用光栅是透射式光栅，其原理如图10-1所示． 图10-1 光栅结构示意图 ·实验原理 ?? 若以平行光垂直照射在光栅面上，则光束经光栅各缝衍射后将在透镜的焦平 面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹（称光谱线）．根据夫琅禾费衍射理论，可得光栅方程： （10-1） 式中d=a+b 称为光栅常数（a 为狭缝宽度，b 为刻痕宽度，如图10-1），k 为光谱线的级数，为k 级明条纹的衍射角，是入射光波长． 如果入射光为复色光，则由（10-1）式可以看出，光的波长不同，其衍射 角 也各不相同，于是复色光被分解，在中央k =0，=0处，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹，称为零级谱线．在零级谱线的两侧对称分布着级谱线，且同一级谱线按不同波长，依次从短波向长波散开，即衍射角逐渐增大，形成光栅光谱，如图10-2． ) 3,2,1,0(sin =±=k k d k λ?k ?λλk ?k ? 3,2,1=k

实训二人体形态学测量

实训二人体形态学测量 【实训目的】 掌握人体形态评定技术。 掌握人体长度的测最技术。 掌握人体围度的测量技术。 了解残肢的测量技术。 【实训意义】 人体形态评定是定量测量人体外部特征的主要方法，通过人体形态的评定，了解人体生长发育状况及伤病所致的身体形态方面的变化，如骨折后肢体的肿胀程度，复位后肢体的长度、截肢后肢体的长度等，是衡量身体健康水平的重要组成部分，因此，正常人体形态评定技术、人体长度的侧量技术、人体围度的测量技术是康复治疗师必须掌握的内容。 【实训原理】 人体的生长发育、体质水平、营养状况，都可以通过人体形态的发育表现出来，评定主要从四个方面加以测量和评价，包括体格、体型、身体姿势及身体组成，其中四肢和躯干的测量是制订辅助器具的依据，体重的测量是了解身体素质的基础指标之一。 【实训对象】 1.正常人体。 2.骨折术后肢体肿胀、关节挛缩的患者。 3.截肢的患者。 【主要仪器设备】 软皮尺、卡尺、体重秤。 【学时】 2学时。 【实训内容与方法】 一、人体形态评定流程 1．受试者充分暴露受检部位。 2．人体处于直立位的标准姿势。 3．从前面看双眼平视前方.两侧耳屏上缘和眶下缘中点应处同一水平面上，左、右髂前上棘应处同一水平面上(头、下领骨是否对称、舰关节是否外旋或内旋、膝是否外翻或内翻、胫骨是否外旋或内旋等〕。 4．从后面看头后枕部、脊柱和两足跟夹缝线都应处于一条垂直线上。与脊柱相邻的两肩和两侧髂嵴，对称地处于垂直脊柱的水平线上〔头部是否偏斜，脊柱是否侧弯、两肩峰、肩脚骨高度是否一致)。 5．从侧向看耳屏、肩峰、股骨大转子、膝、躁，五点应位于一条垂直线上，同时可见脊柱的4个正常生理弯曲。 二、四肢长度测量流程 受试者充分暴露受检查部位。 1.将两侧肢体放置在对称的位置上，确认体表的骨性标志。 2.利用体表的骨性标志来测量肢体或残肢的长度。 3.上肢长度的测量 (1)受枪者坐位或站位，上肢在体侧自然下垂，肘关节伸展，前衬旋后，腕关节中立位。 (2)测量从脚峰外侧端到挠骨茎突或中指尖的距离。 4.上臂长度

位移检测装置

位置检测装置 位置检测装置是数控系统的重要组成部分，在闭环或半闭环控制的数控机床中，必须利用位置检测装置把机床运动部件的实际位移量随时检测出来，与给定的控制值(指令信号)进行比较，从而控制驱动元件正确运转，使工作台(或刀具)按规定的轨迹和坐标移动。 一、数控机床对检测装置的基本要求： 1）稳定可靠、抗干扰能力强。数控机床的工作环境存在油污、潮湿、灰尘、冲击振动等，检测装置要能够在这样的恶劣环境下工作稳定，并且受环境温度影响小，能够抵抗较强的电磁干扰。 2）满足精度和速度的要求。为保证数控机床的精度和效率，检测装置必须具有足够的精度和检测速度，位置检测装置分辨率应高于数控机床的分辨率一个数量级。 3）安装维护方便、成本低廉。受机床结构和应用环境的限制，要求位置检测装置体积小巧，便于安装调试。尽量选用价格低廉，性能价格比高的检测装置。 数控机床加工精度，在很大程度上取决于数控机床位置检测装置的精度，因此，位置检测装置是数控机床的关键部件之一，它对于提高数控机床的加工精度有决定性的作用。 二、位置检测装置的主要性能指标： 1.精度符合输出量与输入量之间特定函数关系的准确程度称作精度，数控机床用传感器要满足高精度和 高速实时测量的要求。 2.分辨率位置检测装置能检测的最小位置变化量称作分辨率。分辨率应适应机床精度和伺服系统的要求。 分辨率的高低，对系统的性能和运行平稳性具有很大的影响。检测装置的分辨率一般按机床加工精度的1／3～1／10选取，也就是说，位置检测装置的分辨率要高于机床加工精度。 3.灵敏度输出信号的变化量相对于输入信号变化量的比值为灵敏度。实时测量装置不但要灵敏度高，而 且输出、输入关系中各点的灵敏度应该是一致的。 4.迟滞对某一输入量，传感器的正行程的输出量与反行程的输出量的不一致，称为迟滞。数控伺服系统 的传感器要求迟滞小。 5.测量范围和量程传感器的测量范围要满足系统的要求，并留有余地。 6.零漂与温漂零漂与温漂是在输入量没有变化时，随时间和温度的变化，位置检测装置的输出量发生了 变化。传感器的漂移量是其重要性能标志，零漂和温漂反映了随时间和温度的改变，传感器测量精度的微小变化。 三、位置检测装置分类： 1.按输出信号的形式分类： 数字式：将被测量以数字形式表示，测量信号一般为电脉冲。 模拟式：将被测量以连续变化的物理量来表示（电压相位/ 电压幅值变化） 2.按测量基点的类型分类： 增量式：只测量位移增量，并用数字脉冲的个数表示单位位移的数量。 绝对式：测量的是被测部件在某一绝对坐标系中的绝对坐标位置。 3.按位置检测元件的运动形式分类： 直线式：测量直线位移。 回转式：测量角位移 四、适合锯床用传感器分析： 1.光栅 光栅是一种高精度的位移传感器，按结构可分为直线光栅和圆光栅，直线光栅用于测量直线位移，圆光栅用来测量角位移。光栅装置在数控设备、坐标镗床、工具显微镜X-Y工作台上广泛使用的位置检测装置，光栅主要用于测量运动位移，确定工作台运动方向及确定工作台运动的速度。 与其他位置检测装置相比，光栅的主要特点如下： 1)检测精度高。直线光栅的精度可达3μm，分辨率可达0．1μm。

智慧树知到《人体形态学(山东联盟)》章节测试答案

智慧树知到《人体形态学（山东联盟）》章节测试答案第一章 1、临床上成人经常用于抽取红骨髓的是 A.肱骨 B.锁骨 C.胫骨 D.髂骨 答案: 髂骨 2、属于长骨的有 A.肱骨 B.腕骨 C.枕骨 D.舟骨 答案: 肱骨 3、棘突特别长，末端五分差，易触摸，常作为计数椎骨序数的是。 A.寰椎 B.枢椎 C.隆椎 D.腰椎 答案: 隆椎 4、临床上常进行穿刺的部位是。 A.颈椎

B.胸椎 C.腰椎 D.骶骨 答案: 腰椎 5、髋骨由下列哪些骨共同构成。 A.髂骨 B.坐骨 C.尾骨 D.耻骨 答案: 髂骨,坐骨,耻骨 第二章 1、对肩关节的描述，正确的是 A.关节窝较深 B.关节上方有韧带加强 C.运动范围较大 D.关节囊较松弛 答案: 关节上方有韧带加强,运动范围较大,关节囊较松弛 2、关节的基本结杓是。 A.关节面、关节囊、关节内韧带 B.关节面、关节囊、关节内软骨 C.关节腔、关节囊、关节内软骨 D.关节面、关节囊、关节腔

答案: 关节面、关节囊、关节腔 3、关于脊柱正确的描述是。 A.共由24 块椎骨连结而成 B.椎间盘的厚度约占脊柱全长的1/2 C.有颈、胸、腰、骶四个生理弯曲 D.由于胸部椎间盘较薄，故该处运动幅度较大答案: 有颈、胸、腰、骶四个生理弯曲 4、关于椎间盘错误的说法是。 A.外周为纤维环 B.内部为髓核 C.椎间盘较硬，不能起到缓冲作用 D.临床上椎间盘脱出症多见于腰部 答案: 椎间盘较硬，不能起到缓冲作用 5、全身关节中最灵活的关节是。 A.膝关节 B.肩关节 C.肘关节 D.踝关节 答案: 肩关节 第三章 1、不属于咀嚼肌的是 A.咬肌

分光计调整及光栅常数测量实验报告Word版

南昌大学物理实验报告 课程名称：大学物理实验 实验名称：分光计调整及光栅常数测量学院：专业班级： 学生姓名：学号：

实验地点：基础实验大楼座位号： 实验时间： 一、实验目的： 1.了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2.加深对光栅分光原理的理解； 3.用透射光栅测定光栅常数。

二、实验原理 分光计，是一种测量角度的精密仪器。其基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线，经过光学元件的反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望远镜的焦平面上，通过目镜进行观察和测量各种光线的偏转角度，从而得到光学参量例如折射率、波长、色散率、衍射角等。 光栅和棱镜一样，是重要的分光元件，已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器 中。光栅是一组数目极多的等宽、等间距的平行狭缝，如下图中的G ，用刻线机在透明玻璃片上刻出痕宽为b(不透光部分)、缝宽为a (透光部分)的N 条平行狭缝，就构成了一个笼透射光栅,d=a+b 即为光栅常数。本实验所用的全息光栅，则是用当全息技术使一列极密、等距的干涉条纹涂有乳胶的玻璃片上感光，经处理里后，感光的部分成为不透明的条纹;而未感光的部分成透光的狭缝。 1图 如图2所示，狭缝光源S 位于透镜1L 的物方焦平面上，G 为光栅，自1L 射出的平行光垂直照射在光栅G 上。透镜2L 将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其像方焦面上的θP 点，产生衍射亮条纹的条件为: λθK d ±=sin （ ??±±=,2,1K ） （1）

式(1)称为光栅方程，式中缝距d称为光栅常数，λ为入射光波波长，θ为衍射角，K 为衍射光谱级数。当K=0时，在θ=0的方向上，各种波长的亮线重叠在一起，形成明亮的零级像。对于K的其他数值，不同波长的亮线出现在不同的方向上形成光谱，对称地分布在零级条纹的两侧。因此，若光栅常数d已知，测出某谱线的θ和光谱级K，则可由式(1)求出该谱线的波长λ。反之如果波长λ是已知的，则可求出光栅常数d。 图2

光栅式位移测量技术文献综述

（ 2014年6月23日 科研训练论文(文献综述) 题 目：光栅式位移测量技术综述 学生姓名： 学 院：机械学院 系 别：测控系 专 业：测控技术与仪器 班 级：测控 指导教师：

光栅式位移测量技术综述 摘要：光栅式位移测量技术具有其他测量技术不具备的独特优点,基于干涉的光栅技术可以获得比几何莫尔术更高的测量准确度、更高的分辨率,在诸如微电子、超精加工、生物工程等众多领域有广泛的应用前景。本文围绕光栅式位移测量技术的基本原理，介绍了光栅莫尔条纹位移测量法以及光栅干涉位移测量法的原理，对几个光栅测量系统：经典双光栅测量系统、非对称双级闪耀光栅测量系统、单光栅测量系统、基于2次莫尔条纹的光栅测量系统的测量原理进行概述，并说明了各系统的关键问题及不足之处。对介绍的测量方法进行综合比较之后，总结了光栅测量的关键问题，并展望了光栅干涉位移测量的未来发展方向。 关键词：光栅原理；干涉；莫尔条纹；位移测量；测量与计量 1、引言 几何形状是客观世界中最广泛最具体的物质形态，几何量就是表征客观物体大小、长短、形状及位置的物理量。其中长度是几何量的基本参量，长度量的精密计量具有极为重要的意义。近代机械工业尤其是当代超精密加工技术、微/纳米技术、微型机电系统等的兴起与发展对长度量的测量提出了越来越高的要求。 纳米测量技术是解决目前和未来许多高精度、高分辨率问题的关键技术之一,是整个纳米科技领域的先导和基础,是当前计量科学领域的重要课题。作为能够实现纳米级位移测量的技术之一,光栅技术具有其他传统测量技术所不具有的独特优点，使其广泛应用于生活生产的各个领域。从20世纪50年代到现在，随着激光技术在精密位移测量中的应用，光栅式位移测量技术有了高速的发展。 2、光栅式位移测量技术概述 位移是工程生产中比较重要的物理量之一，尤其是在数控加工方面精密位移的测量变得尤为重要。随着社会科学技术的高速发展，工程生产中对于位移测量的要求也逐渐变得苛刻起来。位移测量尤其是精密位移的测量在这种环境之下急切地需要新的理论和方法的发现来发展和提高自身。直到18世纪法国研究人员莫尔先生发现了一种光学现象——莫尔条纹和19世纪初光的干涉现象的发现，这两项重大的发现使得位移测量技术的高速发展，最后导致了光栅式位移测量技术的出现。该项技术的出现使精密位移测量进入一个崭新的时代，同时也造福了全人类。

形体的组合教案

五年级《形体的组合》 张苗苗 课题：形体的组合 领域：造型.表现设计.应用 课时：1课时 教材分析 1.本课是建立在线描画的基础上的造型活动，是学习立体造型的基础和过渡，具有承上而启下作用。 2.是学习造型设计及创作表现的必要手段。 3.能促进和培养概括能力.空间思维能力和表现能力。 教学目标： 1. 初步学习简单物体结构的表现方法。通过教学活动，让学生了解形体是具有三维空间的立体实物，掌握形体的基本知识，并学会应用各种形体来组成艺术作品。 2.通过学习活动，学生初步在学习中提高对物体形体的感受能力、观察分析能力并体会形体的魅力，尝试自己动手，进行雕塑创作，并从活动中体会到乐趣 3.培养学生的环保意识，利用废弃物进行再创造，美化环境。 教学重难点： 1.认识形体的基本特点。 2.学会运用各种形体进行雕塑创作。 学前准备： 1.范作 2.各种形状的盒子、塑料瓶、易拉罐等、彩色纸、小球、双面胶、剪刀 教学过程： 一、动画导入： 播放二维动画《机器猫》 再播放3d动画《冰河世纪》，引起学生的兴趣，轻松气氛。 师：比较这两部动画，你更喜欢哪一部？为什么？ 生：第二部，因为有立体感。里面的动画人物就像真的一样。 立体的动画给我们带来了有空间感的视觉感受，在生活中也有很多立体的事物，谁能举几个例子？（学生回答） 二、观察讨论揭示课题 下面来看大屏幕，老师也准备了一些图形，请同学们一起来欣赏。 1.欣赏几何石膏形体（播放圆锥体、球、正方体、圆柱体、多面体等） 师问：看完这些形体，你发现有什么特点吗？ 生答：是立体的 专家认为，任何物体都可以概括理解为由圆柱体圆锥体球体和六面体这四种