m2激光模式的测量实验报告
m2激光模式的测量实验报告
篇一：M2激光模式测量
激光模式（M2）的测量
一、实验的目的和意义
如何评价一个激光器所产生的激光光束空域质量是一个重要问题。人们根据不同的应用需要将聚焦光斑尺寸、远场发散角等列为衡量激光光束空域质量的参数。但由于当激光通过光学系统后，光束的光腰尺寸和发散角均可改变，减小腰斑直径必然使发散角增加。因此单独用其中之一来评价激光光束空域质量是不科学的。人们发现：经过理想的无像差的光学系统后“束腰束宽和远场发散角的乘积不变”，而且可以同时描述光束的近场和远场特性。目前国际上普遍将“光束衍射倍率因子M”作为衡量激光光束空域质量的参量。它的一般定义为：M
2
2
?
实际光束的腰斑半径与远场发散角的乘积
基模高斯光束的腰斑半径与远场发散角的乘积
（1）
激光光束传输质量因子M2是一种全新的描述激光光束质量的参数。本实验介绍了M2的物理概念、物理意义、特点及测量方法。并对下面三个方面进行了解。
1 2 3
了解M的定义；了解M2实验原理；了解M的测试过程；
22
二、实验原理（一）、M2的物理意义
图1
如图1所示，对于基模的高斯光束我们可知
?0??
2?
? （2）
式中
?0
是基模光束束腰半径，θ是基模光束的远场发散角。
W0??M?0?
W0?2?
2
根据定义式（1）可知对于实际光束有
M
2
，即
2W0?
??
?
4?
（3）
式中
W0
代表实际光束的束腰半径，Θ代表实际光束的远场发散角[3]。
下面我们根据“束腰的束宽和远场发散角的乘积不变原理”对M进行推导。
2
图2无像差透镜对束腰和发散角的变换
d0??d0??const
’
’
（4）
式（4）可由量子力学的测不准原理来解释：在束腰处光子的位置不确定度是?X,?X最小值是单模高斯光束束腰束宽
d0
；光子的横向不确定度是
?Px?
h
?Px
,在近轴近似条件下
h?
?
sin??
?（5）
式中h为普朗克常数，?最小值是单模高斯光束远场发散角?
??4?
d0
（6）
4
?X??P?
根据测不准关系：
对一般光束束腰处有：
?X?D0
?
h
（7）
?Px?h?D0??
? 代入Eq有
4?
? （8）
2
M?
D0?d0?
?
?4?
定义光束质量因子M为：
2
D0??1
（9）
又因为实际光束的截面常常不是圆形的，即光束的光强分布不是对称的或存在像散时，光束质量应用两个参数来描述：
?M????M??
2
x
??
?4?
D0x?xD0y?y
2y
?4?
4?
M
2x
、
M
2y
是分别表示X方向和Y方向的光束质量因子。考虑到
?D0
是单模高斯光束的衍射极限，
M的物理意义也可理解为衍射极限倍数[3]。
2
（二）、M2因子的特点
以M因子表征光束质量有几个显著的优点：
首先：M因子能够确定和度量多模光束的质量。工业上应用的大功率激光器，如大多数千瓦级CO2激光器输出厄米---高斯混合模光束，并且在高阶模产生振荡，这种混合模光束的光束质量因子M是各个模相对强度的加权平均。
?M
???M?
Cmn
2x
2
2
2
??
?
mn
CmnCmn
2
2y
?
mn
2
是相对振幅系数，m、n是模的阶数，厄米—高斯混合模光强空间分布可表示为：
Imn?X,Y,Z??
ImnW
2
2m
HHexp
)
W是光束半宽，Hm、Hn是厄米多项式，各阶模的光强分布有相同的高斯因子，传播
相同的距离后光束发散程度相同，因而也有相同的瑞利距离ZR和波面曲率半径R。可以设想在多模光束中构造一个“嵌入高斯光束”，它与多模光束有这样的关系----在激光的传播方向上，任意位置Z处其腰斑直径d是同一位置多模光束的腰斑直径D的M，并且具有相同的束腰位置和瑞利
距离
ZR?
?w0
?
2
?
?W0
2
M?
图3 嵌入高斯光束
D?Md0
如图3所示：D?Md；0；??M?
4?
多模光束的衍射极限
?D0
?
4?
?Md
2
?
1M
?
M因子同样可以理解为多模光束远场发散角M?因此，在多模光束引入“嵌入高斯光束”后，
1
与衍射极限M
之比即衍射极限倍数。
2
其次，M因子能描述多模光束的传播特性。光束的传播方程、波面曲率半径、复曲率半径，以及通过近轴光学系统传播的ABCD矩阵等都具有高斯光束的类似表达式。（三）、M的测量由M的定义可知，只要知道实际光束的腰斑直径最小值
22
[3]
2W0
和远场发散角?即可算出M
2
的大小。但激光光束的“束腰”可能位于激光器好几米之外，也可能位于谐振腔内，这样就使确定束腰位置较难，因此通常不对自由光束直接测量，而是用一个无像差透镜将自由光束聚焦，然后在像空间测量有关参数，最后折算为物空间对应数值-----这种方法被称为“透
镜变换法”。
这种方法至少带来三个好处：
1 能实现远场测量。远场定义是指到束腰的距离FF?100?D/?的区域（D为束腰直径），自由光束经聚焦后，
D0??D0
’
2
，实现远场测量要容易得多。
2 像方束腰位置漂移较少，因为自由光束准直度较高，聚焦后的束腰必位于像方焦点附近，这给测量带来极大方便。
3 可以降低由于限制孔径而引起的衍射效应对近场束宽测量的影响。
如图4所示：在像方测量不同位置处的光束腰斑直径2W2，当测量数据足够多时，理论上应
2
W
?Z??W
1f
02
该包括像方的“束腰”直径
2W02
。如果不能确定，可利用公式1?1Z2
?
?
?1???
???Z?Z02?
2??W02
?
??
???????
2
[2]
进行数据拟合。算出
Z1Z2
W02
和
Z02
。利用透镜成像公式
可以算出
Z1
，进而利用
2W01?2W02
得到
W01
。图中
H1、H2
是透镜的两个主面，
Z1、Z2
是主面到两个“束腰”的
距离[4]。
2W02
图4
下面是?的测量。透镜的转换因子为?：
??
f
2
?ZR2
22
2W01??
1/2
，ZR1??ZR2
Z1?f??
这样利用上述等式可以得到：通过测量像方焦平面的光束腰斑直径可得出物方的发散角：
??2W2F/f
证明如下：
? ?
2W2?2W021?/ZR2
??
22
??
1/2
2W2F?2W2
?2W02
??1?
fZZZ
1/2
2
)
2
/Z
2R2
??
1/2
?2W02
R2
f
R2
)
f
R1
2
这样我们测得焦平面处的光束腰斑直径后利用Eq即可算出M。
在实际应用中还可以利用其它方法来测量M。比如可以分别测量物方和像方的焦平面处的腰
2
篇二：激光实验报告
激光实验报告he-ne激光器模式分析
一．实验目的与要求
目的：使学生了解激光器模式的形成及特点，加深对其物理概念的理解；通过测试分析，掌握模式分析的基本方法。对本实验使用的重要分光仪器——共焦球面扫描干
涉仪，了解其原理，性能，学会正确使用。要求：用共焦球面扫描干涉仪测量he-ne激光器的相邻纵横模间隔，判别高阶横模的阶次；观察激光器的频率漂移记跳模现象，了解其影响因素；观察激光器输出的
横向光场分布花样，体会谐振腔的调整对它的影响。
二．实验原理
1.激光模式的一般分析
由光学谐振腔理论可以知道，稳定腔的输出频率特性为：
vmnq?l1/21lc[q?]cos-1[] r2?r12?l
其中：l—谐振腔长度；r1、r2—两球面反射镜的曲率半径；q—纵横序数；m、n—横模序数；η—腔内介质的折射率。横模不同（m、n不同），对应不同的横向光场分布（垂直于光轴方向），即有不同的光斑
花样。但对于复杂的横模，目测则很困难。精确的方法是借助于仪器测量，本实验就是利用
共焦扫描干涉仪来分析激光器输出的横模结构。由（17）式看出，对于同一纵模序数，不同横模之间的频差为：??mn:mn?ll1/2 c1cos-1[（1－）]（18）r1r22?l? 其中：δm=m－m′；δn=n －n′。对于相同的横模，不同纵模间的频差为??q:q?c?q 2?l
其中：δq=q－q′，相邻两纵模的频差为??q?c 2?l
（19）
由（18）、（19）式看出，稳定球面
腔有如图2—1的频谱。
（18）式除以（19）式得
ll?mn:mn1?cos-1[]1/2r1r2??q?
（20）设：????mn:mn
??q ；s=1?cos-1[]1/2 r1r2δ表示不同的两横模（比如υ00与υ 比，于是（20）式可简写作：10）之间的频差与相邻两纵模之间的频差之??s
（21）
只要我们能测出δ，并通过产品说明书了解到l、r1、r2（这些数据生产厂家常给出），
那么就可以由（21）式求出（δm+δn）。如果我们选取m=n=0作为基准，那么便可以判断出
横模序数m、n。例如，我们通过测量和计算求得（δm+δn）=2，那么，激光器可能工作于
υ00、υ10、υ01、υ11、υ20、υ02。
2. 共焦球面扫描干涉仪的基本工作原理共焦球面扫描干涉仪由两块镀有高反射率的凹面镜构成，如图2—2。反
射镜的曲率半径
r1=r2=l。图2-2 由于反射镜的反射率相当高，注入腔内的光束将在腔内多次反射形成多光束，从多光束
干涉的角度来看，入射光束中那些满足干涉相长条件的光谱成分才能透过干涉仪。当光束正
入射时，干涉相长的条件为：4?l?m? 其中η为折射率；l为腔长；m为一正整数。我们定义相邻两个干涉级之间所允许透射光的频差为干涉仪的自由光谱范围：c??f?4?l 只要注入光束的频谱宽度不大于δυf，那么在干涉仪扫描过程中便能逐次透过，若在干
涉仪的后方使用光电转换元件接收透射的光强，再将这种光转换为电信号输入到示波器中，
于是在示波器的荧光屏上便显示出如图1—1那样的激光频谱。将该谱图拍照下来，在读数显
微镜下读取相应的δ值，再求出待测激光器的s值，代入（21）式，即可
激光脉冲测距实验报告讲解
激光脉冲测距
1 目录 一工作原理 (3) （1）测距仪工作原理 (3) （2）激光脉冲测距仪光学原理结构 (3) （3）测距仪的大致结构组成 (4) （4）主要的工作过程 (4) （5）激光脉冲发射、接收电路板组成及工作原理 (5) 二激光脉冲测距的应用领域 (5) 三关键问题及解决方法 (6) （1）优点 (6) （2）问题及解决方案 (7) 2 一工作原理 （1）测距仪工作原理 现在就脉测距仪冲激光测距简要叙述其工作原理。简单地讲，脉冲法测距的过程是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间t，光速c 和往返时间t 的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。一般一个典型的激光测距系统应具备以下四个模块：激光发射模块；激光接收模块；距离计算与显示模块；激光准直与聚焦模块，如图2-1 所示。系统工作时，由发射单元发出一束激光，到达待测目标物后漫
反射回来，经接收单元接收、放大、整形后到距离计算单元计算完毕后显示目标物距离。在测距点向被测目标发射一束强窄激光脉冲，光脉冲传输到目标上以后，其中一小部分激光反射回测距点被测距系统光功能接收器所接受。假定光脉冲在发射点与目标间来回一次所经历的时间间隔为t，那么被测目标的距离 D 为：式中：c 为激光在大气中的传播速度；D 为待测距离；t 为激光在待测距离上的往返时间。 R=C*T/2 (公式1) 图一脉冲激光测距系统原理框图激光脉冲测距仪光学原理结构2（） 3
图二）测距仪的大致结构组成（3 时钟脉冲门控电路、脉冲激光测距仪主要由脉冲激光发射系统、光电接收系统、 振荡器以及计数显示电路组成4）主要的工作过程（其工作过程大致如下：首先接通电源，复原电路给出复原信号，使整机复原，准备进行测量；同时触发脉冲激光发生器，产生激光脉冲。该激光脉冲有一小部分能量由参考信号取样器直接送到接收系统，作为计时的起始点。大部分光脉冲能量射向待测目标，由目标反射回测距仪的光脉冲能量被接收系统接收，这就是回波信号。参考信号和回波信号先后由光电探测器转换成为电脉冲，并加以放大和整形。整形后的参考信号能触发器翻转，控制计数器开始对晶格振荡器发出的时钟脉冲进行计数。整形后的回波信号使触发器的输出翻转无效，从而使计数器停实验装置实止工作。这样，根据计数器的输出即可计算出待测目标的距离。三单片机开放板和激光脉冲发射、接收电路验装置包括“”“”。 4 （5）激光脉冲发射、接收电路板组成及工作原理 激光脉冲发射/接收电路板原理框图如图2.3所示。图中EPM3032为CPLD；MAX3656为激光驱动器；MAX3747为限幅放大器；T22为单端信号到差分信号转换芯片；T23为差分信号到单端信号转换芯片；LD为半导体激光器；PD为光电探测器。板子上端的EPM3032被编程为脉冲发生器，输出重复频率为1KHz，脉冲宽度为48ns的电脉冲信号。此信号经MAX3656放大后驱动LD发光。板子下端的EPM3032被编程为计数器，对125MHz晶振进行计数。其计数的开门信号来自上端的TX信号，关门信号来自PD的输出。计数器的计数结果采用12 位二进制数据输出，对应的时间范围为0~32.7?s。 二激光脉冲测距的应用领域 激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法.脉冲法测距的过程是这样的:测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收.测距仪同时记录激光往返的时间.光速和往返时间的乘积的一半.就是测距仪和被测量物体之间的距离.脉冲法测量距离的精度是一般是在+/-1米左右.另外.此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。 激光测距仪已经被广泛应用于以下领域:电力.水利.通讯.环境.建筑.地质.警务.消防.爆破.航海.铁路.反恐/军事.农业.林业.房地产.休闲/户外运动等。 由于激光在亮度、方向性、单色性以及相干性等方面都有不俗的特点，它一出现就吸引了众多科学工作者的目光，并被迅速地被应用在工业生产方面、国防军工方面、房地产业、各级科研机构、工程、防盗安全等各个行业各个领域：激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。有关于激光的研究与生产制造也如火如荼地开展了起来。 5
基于单片机的超声波测距系统设计实验报告 - 重
指导教师评定成绩： 审定成绩： 自动化学院 计算机控制技术课程设计报告设计题目：基于单片机的超声波测距系统设计 单位（二级学院）： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 负责项目： 设计时间：二〇一四年五月 自动化学院制
目录 一、设计题目 (1) 基于51单片机的超声波测距系统设计 (1) 设计要求 (1) 摘要 (2) 二、设计报告正文 (3) 2.1 超声波测距原理 (3) 2.2系统总体方案设计 (4) 2.3主要元件选型及其结构 (5) 2.4硬件实现及单元电路设计 (9) 2.5系统的软件设计 (13) 三、设计总结 (17) 四、参考文献 (17) 五、附录 (18) 附录一：总体电路图 (18) 附录二：系统源代码 (18)
一、设计题目 基于51单片机的超声波测距系统设计 设计要求 1、以51系列单片机为核心，控制超声波测距系统； 2、测量范围为：2cm~4m，测量精度：1cm； 3、通过键盘电路设置报警距离，测出的距离通过显示电路显示出来； 4、当所测距离小于报警距离时，声光报警装置报警加以提示； 5、设计出相应的电子电路和控制软件流程及源代码，并制作实物。
摘要 超声波具有传播距离远、能量耗散少、指向性强等特点，在实际应用中常利用这些特点进行距离测量。超声波测距具有非接触式、测量快速、计算简单、应用性强的特点，在汽车倒车雷达系统、液位测量等方面应用广泛。本次课设利用超声波传播中距离与时间的关系为基本原理，以STC89C52单片机为核心进行控制及数据处理，通过外围电源、显示、键盘、声光报警等电路实现系统供电、测距显示、报警值设置及报警提示的功能。软件部分采用了模块化的设计，由系统主程序及各功能部分的子程序组成。超声波回波信号输入单片机，经单片机综合分析处理后实现其预定功能。 关键词：STC89C52单片机； HC-SR04；超声波测距
光电探测技术实验报告
光电探测技术实验报告 班级：08050341X 学号：28 姓名：宫鑫
实验一光敏电阻特性实验 实验原理: 光敏电阻又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示。由于半导体在光照的作用下,电导率的变化只限于表面薄层,因此将掺杂的半导体薄膜沉积在绝缘体表面就制成了光敏电阻，不同材料制成的光敏电阻具有不同的光谱特性。光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。 实验所需部件: 稳压电源、光敏电阻、负载电阻（选配单元）、电压表、 各种光源、遮光罩、激光器、光照度计（由用户选配） 实验步骤: 1、测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻 观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩 盖,用万用表测得的电阻值为暗电阻 R暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的 阻值为亮电阻，暗电阻与亮电阻之差为光电阻，光 电阻越大，则灵敏度越高。 在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻， 试作性能比较分析。 2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流 按照图(3)接线，电源可从+2~+8V间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V暗和V亮则暗电流L暗=V暗/R L,亮电流L亮=V亮/R L，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。 分别测出两种光敏电阻的亮电流，并做性能比较。 图（2）几种光敏电阻的光谱特性 3、伏安特性: 光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。 按照图(3)分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V、12V时的光电流，并尝试高照射光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。将所测得的结果填入表格并作出V/I曲线。 注意事项: 实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。光源照射时灯胆及灯杯温度均很高，请勿用手触摸，以免烫伤。实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法，同时也须考虑到环境光照的影响。
超声波测距仪硬件电路的设计
超声波测距仪电路设计实验报告 轮机系楼宇071 周钰泉2007212117 实验目的：了解超声波测距仪的原理，掌握焊接方法，掌握电路串接方法，熟悉电路元件。 实验设备及器材：电烙铁，锡线，电路元件 实验步骤：1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试 超声波测距程序： #include
unsigned char i; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^4; sbit CLK=P3^5; sbit M1=P3^6; sbit M2=P3^7; sbit SPK=P2^6; sbit LA=P3^3; sbit LB=P3^2; sbit LC=P2^7; sbit K1=P2^4; sbit K2=P2^5; bit wd; bit yw; bit shuid; bit shuig; unsigned int cnta; unsigned int cntb; bit alarmflag; void delay10ms(void) { unsigned char i,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { M1=0; M2=0; yw=1; wd=0; SPK=0; ST=0; OE=0; TMOD=0x12; TH0=0x216; TL0=0x216; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; ST=1; ST=0; while(1) { if(K1==0) { delay10ms(); if(K1==0) { yw=1; wd=0; } } else if(K2==0) { delay10ms(); if(K2==0) { wd=1; yw=0; } } else if(LC==1) { delay10ms(); if(LC==1) { M1=0; M2=1; temp1=13; shuid=0; shuig=1; LB=0; } } else if((LC==0) && (LB==1)) { delay10ms(); if((LC==0) && (LB==1)) { M1=0; M2=0; temp1=12; shuig=0; shuid=0; LB=0; }
PLC超声波测距实验报告082039140程稳
利用plc的高速计数模块进行超声波测距实验 ―――――微型控制计算机暑期设计实验报告 082039140程稳 利用51单片机来驱动超声波模块测距，是一件很容易的事，只需要结合定时中断和外部中断，利用12M或更高的晶振频率即可精确获取从发射到接收到超声波之间的时间，平均1ms对应 3.4cm的行程，本GE比赛设计需要物位测量的最大距离是30cm,即需要30*2/3.4=17.64ms,而GE PAC RX3i的PME软件梯形图程序得扫描周期2ms以上，就算是最快的定时节点也有1ms,所以若直接用PLC的普通离散量输入模块IC694MDL654输入节点来测量接收到超声波回波的时间的误差为1ms,误差距离3.4/2=1.7cm,结果自然不理想，更严重的问题在于PLC该模块无硬件中断响应功能，是不能测电平宽度的。总之PLC的IO口工作在低速模式下是难以胜任高速测量任务的，但可喜的是GE PLC 的高速计数模块HSC304能处理2MHZ的信号，但仍无硬件中断功能。于是想能否干脆把单片机测出的电平时间数据通过串口发送给PLC，我也试着这样连线测试，不过PLC串口的使用不像单片机这么简单，没有相关资料，PLC内部寄存器找不到PLC从单片机接收的数据。于是仍决定放弃此方案，回到高速计数模块。再认真阅读此模块配置信息和实验调试后，发现其可以测量出外部信号频率，于是想既然PLC无法直接测电平宽度，那干嘛不测量频率，有了频率自然有周期，有周期自然有电平宽度！
利用plc的高速计数模块检测超声波测距仪的信号接收端的频率，正常情况下应使用频率直接求得周期接而来计算时间，但由于实际测得这样根本很难实现，所以直接测频率，并利用示波器查看该频率的波形，并修改程序使得在所测距离变化的情况下，一周期内的低电平保持不变（高电平所持续的时间表示超声波从发出到接收到所经历的时间，低电平是延时，为了使得波形正常），然后测出频率及其所对应的距离。 以下是用虚拟示波器测出的超声波模块在不同距离测量回波接收脚电压波形：
超声波测距实验报告
电子信息系统综合设计报告 超声波测距仪
目录 摘要 (3) 第一章绪论 (3) 1.1 设计要求 (3) 1.2 理论基础 (3) 1.3 系统概述 (4) 第二章方案论证 (4) 2.1 系统控制模块 (5) 2.2距离测量模块 (5) 2.3 温度测量模块 (5) 2.4 实时显示模块 (5) 2.5 蜂鸣报警模块 (6) 第三章硬件电路设计 (6) 3.1 超声波收发电路 (6) 3.2 温度测量电路 (7) 3.3 显示电路 (8) 3.4 蜂鸣器报警电路 (9) 第四章软件设计 (10) 第五章调试过程中遇到的问题及解决 (11) 5.1 画PCB及制作 (11) 5.2 焊接问题及解决 (11) 5.3 软件调试 (11) 实验总结 (13) 附件 (14) 元器件清单 (14) HC-SR04超声波测距模块说明书 (15) 电路原理图 (17) PCB图 (17) 程序 (18)
摘要 该系统是一个以单片机技术为核心,实现实时测量并显示距离的超声波测距系统。系统主要由超声波收发模块、温度补偿电路、LED显示电路、CPU处理电路、蜂鸣器报警电路等5部分组成。系统测量距离的原理是先通过单片机发出40KHz 方波串，然后检测超声波接收端是否接收到遇到障碍物反射的回波，同时测温装置检测环境温度。单片机利用收到回波所用的时间和温度补偿得到的声速计算出距离，显示当前距离与温度，按照不同阈值进行蜂鸣报警。由于超声波检测具有迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制的特点，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在生产生活中得到广泛的应用，例如超声波探伤、液位测量、汽车倒车雷达等。 关键词：超声波测距温度测量单片机 LED数码管显示蜂鸣报警 第一章绪论 1.1设计要求 设计一个超声波测距仪，实现以下功能： (1)测量距离要求不低于2米； (2)测量精度±1cm； （3）超限蜂鸣器或语音报警。 1.2理论基础 一、超声波传感器基础知识 超声波传感器是利用晶体的压电效应和电致伸缩效应，将机械能与电能相互转换，并利用波的特性，实现对各种参量的测量。 超声波的传播速度与介质的密度和弹性特性有关，与环境条件也有关： 在气体中，超声波的传播速度与气体种类、压力及温度有关，在空气中传播速度为C=331.5+0.607t/0C (m/s) 式中，t为环境温度，单位为0C. 二、压电式超声波发生器原理 压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。 三、超声波测距原理 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在空气中传播的距离较远，因而超声波
《近景摄影测量学》课堂实验报告
河南理工大学测绘学院 《近景摄影测量学》教学实验报告 （专业必修课） 2011年月日 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 实验成绩： 评语: 指导老师签名： 2011年月日
实习报告一：相机的认识和使用 一、实验的目的与要求： 1.熟悉使用相机并对物体进行高清晰拍摄 2.了解相机的各功能键对拍摄景物的作用 二、实验仪器： 佳能相机一台 三、实验步骤 1.打开相机 2.阅读相机的使用说明书，了解相机的参数设置 3.用一种拍摄模式对物体进行拍摄然后观察其效果 4.换一种拍摄模式在观察相片的效果，然后与上一张相片对比，观察其图形的差别 5.修改相机参数再观察相片的成图效果。 四、实验体会与收获： 这次实习让我学会到如何使用相机对物体进行高清晰拍摄，同时认识了相机的各个功能键的作用和用法，初步掌握了拍摄的技巧，了解了相机各个功能键对拍摄景物的作用。
实习报告二：Lensphoto软件的处理过程 一、实验目的： 1.掌握Lensphoto软件的操作步骤 2.掌握Lensphoto软件对非量测相机参数的检校。 二、实验内容： 用Lensphoto软件对已有的实验数据进行处理并得出处理结果 三、实验步骤 1.相机检校 2、新建工程 (1)工程--新建--导入(导入对应要处理的工程影像数据)，输入航带数，对影像进行航带分组。 3、打开工程 打开对应的工程文件*.prj。 （1）、空三匹配匹配前人工给定航带内和航带间立体像对的种子点，目的是确定匹配像对两张影像间的概略偏移量。 （2）、光束法平差只有进行了相对定向，控制点量测才具有预测功能 （3）、控制点量测 4、引入控制点 (1)把全站仪导出的三维点信息，进行编辑。整理成软件可识别的*.ctl数据格
基于单片机的超声波测距系统实验报告
基于单片机的超声波测距系统实验报告
一、实验目的 1.了解超声波测距原理； 2.根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路； 3.对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用 超声波方法测量物体间的距离； 4.以数字的形式显示所测量的距离； 5.用蜂鸣器和发光二极管实现报警功能。 二、实验容 1.认真研究有关理论知识并大量查阅相关资料，确定系统的总体设计方案，设计出系 统框图； 2.决定各项参数所需要的硬件设施，完成电路的理论分析和电路模型构造。 3.对各单元模块进行调试与验证； 4.对单元模块进行整合，整体调试； 5.完成原理图设计和硬件制作； 6.编写程序和整体调试电路； 7.写出实验报告并交于老师验收。 三、实验原理 超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差t，然后求出距S=Ct/2，式中的C为超声波波速。由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理，单片机(AT89C51)发出短暂的40kHz信号,经放大后通过超声波换能器输出；反射后的超声波经超声波换能器作为系统的输入,锁相环对此信号锁定,产生锁定信号启动单片机中断程序,得出时间t,再由系统软件对其进行计算、判别后,相应的计算结果被送至LED显示电路进行显示。 （一）超声波模块原理： 超声波模块采用现成的HC-SR04超声波模块，该模块可提供 2cm-400cm 的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到 3mm。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：采用 IO 口 TRIG 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过 IO 口 ECHO 输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。实物如下图1。其中VCC 供5V 电源，GND 为地线，TRIG 触发控制信号输入，ECHO 回响信号输出等四支线。
光电探测实验报告
光电探测技术 实验报告 班级：10050341 学号：05 姓名：解娴
实验一光敏电阻特性实验 一、实验目的 1.了解一些常见的光敏电阻的器件的类型； 2.了解光敏电阻的基本特性； 3.测量不同偏置电压下的光敏电阻的电压与电流，并作出V/A曲线。 二、实验原理 伏安特性显示出光敏电阻与外光电效应光电元件间的基本差别。这种差别是当增加电压时，光敏电阻的光电流没有饱和现象，因此，它的灵敏度正比于外加电压。 光敏电阻与外光电效应光电元件不同，具有非线性的光照特性。各种光敏电阻的非线性程度都是各不相同的。 大多数场合证明，各种光敏电阻均存在着分析关系。这一关系为 式中，K为比例系数；是永远小于1的分数。 光电流的增长落后于光通量的增长，即当光通量增加时，光敏电阻的积分灵敏度下降。 这样的光照特性，使得解算许多要求光电流与光强间必需保持正比关系的问题时不能利用光敏电阻。 光照的非线性特性并不是一切光敏半导体都必有的。目前已有就像真空光电管—样，它的光电流随光通量线性增大的光敏电阻的实验室试样。光敏电阻的积分灵敏度非常大，最近研究出的硒—鎘光敏电阻达到12A／lm，这比普通锑、铯真空光电管的灵敏度高120，000倍。
三、实验步骤 1、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流 按照图1接线，电源可从+2V～+8V间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V暗和V亮。则暗电流L暗=V暗/RL,亮电流L亮=V亮/RL，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。 2、伏安特性 光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系即为伏安特性。按照图1接线，分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V时的光电流，并尝试高照度光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。将所测得的结果 填入表格并做出V/I曲线。 图1光敏电阻的测量电路 偏压2V4V6V8V10V12V 光电阻I 四、实验数据 实验数据记录如下： 光电流： E/V246810 U/V0.090.210.320.430.56 I/uA1427.54255.270.5 暗电流：0.5uA 实验数据处理：
摄影测量坐标转换实验报告
实验一、坐标转换 一、实验背景： 解析摄影测量学通过坐标系统旋转和共线方程建立了像点坐标与对应物点坐标的严密关系。数字影像像素坐标系不同于像平面坐标系，需要通过内定向建立像素坐标系与像平面坐标系的关系，故此次实验的本质即数字影像内定向。 二、实验原理： 1.内定向通过对影像框标的量测来解决，影像内定向的实质是确定像平面坐标系。 2.进行解算的时候我们希望得到的是一个点的像平面坐标，而根据扫描所得到的相片 我们只能得到其像素坐标，它们之间存在一个转换的关系，即仿射变换： 数学模型： ,, 012 ,, 012 x a a x a y y b b x b y =++ =++ 其中x’y’分别为像素点在像素坐标值，x y为对应点像平面坐标值。根据上式我们可以通过部分控制点求得仿射变换中的系数，然后就可以根据一个像素点的像素坐标而 求得其所对应的像平面坐标。 注：当量测分别位于影像四边中央和四角的8个框标，也可采用双线性变换公式进行像 点坐标改正。 三、实验工具： MATLAB，Photoshop 四、实验步骤： 1.量测像框标的像素坐标。 通过PS打开量测其8个框标的像素坐标。 框标分布图： 具体方法：将范围拖动至框标所在处，放大框标，鼠标瞄准十字丝中心，显示出X,Y坐标。
量测完8个框标的像素坐标，同理对中的8个框标点进行量测。 2.找出两张相片上控制点所对应的像素坐标。 由找出下图中左图6个控制点像素坐标。再 由找出下图中右图6个控制点像素坐标。 具体方法：比如要找到6157的像素坐标，我们先找到其大致范围，然后放大，再与周围环 境比对，利用放大的图综合比较，找到控制点
激光散斑测量实验报告
实验报告 陈杨 PB05210097 物理二班 实验题目:激光散斑测量 实验目的: 了解单光束散斑技术的基本概念，并应用此技术测量激光散斑的大小和毛玻璃的面内位移。 实验内容： 本实验中用到的一些已知量：(与本次实验的数据略有不同) 激光波长λ = 0.0006328mm 常数π = 3.14159265 CCD像素大小=0.014mm 激光器内氦氖激光管的长度d=250mm 会聚透镜的焦距f’=50mm 激光出射口到透镜距离d1=650mm 透镜到毛玻璃距离=d2+P1=150mm 毛玻璃到CCD探测阵列面P2=550mm 毛玻璃垂直光路位移量dξ和dη， dξ=3小格=0.03mm，dη=0 光路参数：P1=96.45mm ρ(P1)=96.47mm P2= 550mm dξ=3小格=0.03mm （理论值） 数据及处理： 光路参数： P1+d2=15cm P2=52.5cm
d1=激光出射口到反射镜的距离+反射镜到透镜距离=33.6+28.5=62.1cm f ’=5cm d=250mm λ=632.8nm (1)理论值S 的计算： 经过透镜后其高斯光束会发生变换，在透镜后方形成新的高斯光束 由实验讲义给的公式： 2'2 012'11 '' 2)()1(d f W f d d f f λπ+--- = πλd W 01= 201W d πλ= 代入数据，可得： '' 1 21 221''12 2 22 01 02 2 2 2101102 d 15(1)() 5 62.11559.6332439.63362.12515511f d f cm P d d f f cm cm P cm cm cm cm cm cm cm cm d W W d d W d f f W λπ πλ???? ? ? ???? ?????? ?? ? ? ? ? ? ? ? ????? ???? -=-=--+-=-+ =≈-+= = -+-+= 可得 由公式-31.80010cm ≈? 此新高斯光束射到毛玻璃上的光斑大小W 可以由计算氦氖激光器的
数字摄影测量实验报告
《数字摄影测量学》之“4D 产品生产”综 合实习实验报告 一、实验任务及目的 在所有专业课程结束之后，为巩固所学知识，通过毕业前的以实际生产为标准的4D 产品生产实习，进一步深入掌握摄影测量学的基础理论以及全数字摄影测图过程。包括掌握VirtuoZo 的主要模块的功能、数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字栅格地图(DRG)、数字线画地图(DLG)的制作工艺与流程。并在4D产品基础上，制作出该区域虚拟现实成果。 此实习主要针对遥感科学与技术专业中摄影测量与遥感方向的本科生。 二、试验流程 设置模型参数设置 影像 参数 设置 DEM 参数 设置 正射 影像 参数 设置 等高 线参 数 模型定向 (内相对绝对) 打开工程 打 开 模 型 核线重采样 影像匹配 编辑匹 配结果 生成 DEM 生成 等高线 生成正 射影像 生成等高线叠合 正射影像 IGS编辑4D产品 将4D成果导入三维软件
三、内容和形式 ●了解掌握VirtuoZo 的主要功能模块，利用自动空中三角测量软件完 成一个区域的加密任务 ●利用空中三角测量的成果，生成DEM ●进行数字微分纠正，生成DOM，并且进行影像镶嵌 ●采用已有航空影像的调绘资料，结合等高线图完成一幅全要素矢量 DLG 制作 ●对已有的纸质地形图扫描数字化，完成DRG 制作 ●将4D成果，导入三维软件，制作虚拟现实场景； 四、实验准备 ●23×23一对数字航空影像以及相应的影像参数。例如：主距、框标距、 摄影比例尺、成图比例尺、控制点、数字高程模型的间隔参数以及正 射影像的比例尺等。 ●每个学生提供一台数字摄影测量工作站VirtuoZo 及立体观测设备
stm32超声波测距汇总
嵌入式系统及应用开放性实验报告 Stm32 HC-SR04超声波测距
第一章绪论 1.1STM32超声波测距系统 1.1.1 HC-SR04超声波测距模块简介 HC-SR04 超声波测距模块可提供2cm-400cm 的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。 使用电压：DC---5V 静态电流：小于2mA 电平输出：高5V 低0V 感应角度：不大于15度 探测距离：2cm-450cm 高精度：可达3mm 1.1.2 HC-SR04超声波测距模块原理 采用IO 口TRIG 触发测距，给TRIG至少10us 的高电平信号; 模块自动发送8个40khz 的方波，自动检测是否有信号返回； 有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超 声波从发射到返回的时间。 测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; T（℃）={（V25-Vsense）/Avg_Slope}+25 V25=Vsense 在25 度时的数值（典型值为： 1.43）。 Avg_Slope=温度与Vsense 曲线的平均斜率（单位为mv/℃或uv/℃）（典型值为4.3Mv/℃）。 利用以上公式，我们就可以方便的计算出当前物体超声波模块之间的距离。 程序中使用: 测试距离=高电平时间*声速(340M/S))/2 这个公式 1.2 设计要求 使用ARM开发板上硬件资源与超声波模块结合，编程实现实时距离显示功能，通过数码管实时显示距离，并在距离小于设定报警距离时使用蜂鸣器报警。1.3 总体设计方案及框图
1.3.1 距离测量及获取方法 通过设置定时器，开启中断，读取ECHO 输出高电平的持续时间，计算结果 作为当前距离。1.3.2 总体设计方案 实时距离: 本超声波测距系统可实现对距离的实时测量，并不断显示在数码 管上 保持距离: 用户可通过按键使得当前距离值在数码管保持， 也可再次返回对 距离的实时测量，此模式下距离小于报警值不会报警，仅为显示模式。 两种模式相互转换，并且可以在距离保持状态时通过按键进入修改报警距离模式，如果实测距离小于下限值，蜂鸣器报警，当距离大于下限值时，报警自动停止。 1.3.3 程序框图 K5 按下 K6按下 否 是 K7按下 是 否 否 超声波测距数码管显示距离K4是否按下 显示当前距离K7是否按下 开始初始化 数码管及按键扫描 SV++ SV-- K1是否按下
超声波测距实验报告
目录 1、课题设计的目的和意义 (3) 2、课题要求 (3) 2.1、基本功能要求 (3) 2.2、提高要求 (4) 3、重要器件功能介绍 (4) 3.1、CX20106A红外线发射接收专用芯片 (4) 3.2、AT89C51系列单片机的功能特点 (5) 3.3、ISD1700优质语音录放电路 (6) 4、超声波测距原理 (8) 4．1、超声波测距原理图 (8) 4.2、超声波测距的基本原理 (9) 5、硬件系统设计 (10) 5.1、超声波发射单元 (10) 5.2、超声波接收单元 (11)
5.3、显示单元 (11) 5.4、语音单元 (12) 5.5、硬件设计中遇到的难题： (12) 6、系统软件设计 (14) 7、调试与分析 (15) 7.1调试 (15) 7.2误差分析 (15) 8、总结 (16) 9、附件 (17) 9.1、总电路 (17) 9.2、主要程序 (18) 10、参考文献 (22)
1课题设计的目的及意义 随着科学技术的快速发展，超声波在测距仪中的应用越来越广，但就目前技术水平而言，人们可以利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。如声纳的发展趋势：研究具体的高定位精度的被动测距声纳，以满足军事和渔业等的发展需求，实现远程的被动探测和识别。毋庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。 超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以他就能够在某些场合或环境比较恶劣的环境下使用。比如测有毒或者有腐蚀性化学物质的液面高度或者高速公路上快速行驶汽车之间的距离。 随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最注重发展到具有创造力。在新的时代，测距仪将发挥更大的作用。 2课题要求 以单片机AT89C51为中心控制单元，配以超声波发射、接收装置，实现超声波发射及接收其遇到障碍物发生反射形成的回波信号，并根据超声波在介质中的传播速度及超声波从发射到接收到回波的时间，计算出发射点距障碍物的距离，设计出一套基于单片机的脉冲反射式超声波测距系统，利用单片机进行操作控制，用数码管作输出显示，设计发射、接收、检测、显示硬件电路和测距系统软件。
摄影测量实验报告
《摄影测量原理》 实 验 报 告 院系: 班级: 姓名: 指导教师: 实验一预备知识 一、实验目得 1、了解4d得基本概念。 2、了解VirtuoZo NT系统得运行环境及软件模块得操作特点。 3、了解实习工作流程,从而能对4d产品生产实习有个整体概念。 二、实验内容 1、熟悉4D得基本概念。 数字高程模型(缩写DEM)就是在某一投影平面(如高斯投影平面)上规则格网点得平面坐标(X,Y)及高程(Z)得数据集。 数字正射影像图(缩写DOM)就是利用数字高程模型(DEM)对经扫描处理得数字化航空像片,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成得数字正射影像数据集。它就是同时具有地图几何精度与影像特征得图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。 数字线划地图(缩写DLG)就是现有地形图要素得矢量数据集,保存各要素间得空间关系与相关得属性信息,全面地描述地表目标。 数字栅格地图(缩写DRG)就是现有纸质地形图经计算机处理后得到得栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后,经几何纠正,并进行内容更新与数据压缩处理,彩色地形图还应经色彩校正,使每幅图像得色彩基本一致。数字栅格地图在内容上、几何精度与色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。 2、了解VirtuoZo NT系统,熟悉系统得运行环境及配置,主要软件模块以及作业方式等,了解系统目录。 3、系统启动。 4、4d产品制作流程
根据VirtuoZo制作4d产品得基本工作流程如下: 三、实验方 法与步骤 通过阅读 实验指导书, 对制作ＤＥ Ｍ、ＤＯＭ流 程以及基本知 识进行足够得 了解。 四、实验结 果 五、实验心得与体会 通过学习摄影测量这门课,我已经了解4D得一些知识,现在又做了这次实验,使我对4D产品又加深了了解,此外,我也接触到了一个软件VirtuoZo NT,我开始就将这个软件进行练习,不断得去了解这个软件,通过实习指导书与视频,我对这个软件得又了更进一步得了解,这个软件就是做摄影测量实验得基础,在这个界面里能够做出一个完美得数字模型,能够将整个城市或者整个地区得影像制作成地形图与正摄投影图,能够使人们更加直观得瞧出地区得整体景象,我们能够用它制作4D产品,我要理解这个软件得制作流程,能够更好得做出产品。
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计 1总体设计方案介绍 1.1超声波测距原理 发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v 与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。 表1-1 超声波波速与温度的关系表 表1-1 1.2超声波测距仪原理框图如下图 单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LED
显示。 图1-1 超声波测距仪原理框图 2 系统的硬件结构设计 硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片机采用AT89C51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管8550驱动。 2.1 51系列单片机的功能特点及测距原理 2.1.1 51系列单片机的功能特点 5l系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式，内部由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时／计数器TO和T1，4个8 b的工／O端I：IP0，
光速测量实验报告
光速测量实验报告 实验目的： 1. 了解和掌握光调制的基本原理和技术 2. 学习和使用示波器测量同频正弦方波信号相位差的方法 3. 测量光在空气中的速度 实验仪器： 激光器、信号发生器、光接收器、示波器、反射镜等 实验原理 相位φ=κ*d ，其中φ为相位差，κ为波数，d 为光程差。实验采用平面镜改变光程差d,实验中可以通过测量平面镜之间的距离来确定光程差d 。信号发生器为直流方波输出，则激光器发出激光脉冲。激光接收器收到激光信号后输出基频信号，且输出的信号为一正弦波，前后移动平面反射镜的距离，并测出移动的距离进而测出光程差Δd,由于光程差的改变，则信号反射光的信号的相位发生变化，由示波器上可以确定时间t1和t2，计算出时间差Δt=∣t1-t2∣，所以光速c=Δd/Δt 。下面是测量图： 1. 预习实验的内容，了解实验的目的，理解实验的原理，思考应当怎样把实验 做好，实验过程中都要做什么，同时，复习一下示波器一些基本的使用和各个按键的功能。为实验做好准备工作。 2. 实验前，认真读完实验仪器的操作说明，了解实验仪器的基本结构，以及实 验仪器各部分在实验中的功能和作用，分析实验中应该怎样正确的使用仪器，进入实验状态。 3. 在对实验分析的基础上，正确的连接线，把实验仪器连接摆放好 4. 调试实验仪器，由于如果反射镜离的太远，不利于实验中对实验仪器的调试， 因此，在调试仪器阶段应当使反射镜离激光器近。同时，反射镜，激光器，信号接收器应该保持在同一水平面上。由信号发生器发出一矩形方波，作用在激光器上使激光器发出光脉冲，由反射镜反射的信号由接收器转换成正弦波，把正弦波与方波同时输入示波器，由于方波是很稳定的不随反射镜位置的变化，把触发信号选择成方波。 5. 选择合适的反射镜位置作为基点，然后移动反射镜的位置，测量实验数据Δd 和Δt ，处理实验数据，可以用线性来求。 示波器 信号发生器 激光接收器 激光器 平面反射镜 Δd
摄影测量学实验报告
课间实验报告 2010年——2011年第 2学期 实验课程：摄影测量学 实验班级：08级地理信息系统 学生： 学号： 指导教师： 重庆交通大学测量与空间数据处理实验室
目录 实验一：单像空间后方交会算法实现 实验二：人眼立体相对观察
实验一：单像空间后方交会算法实现 一、 实验目的 通过用程序设计语言（Visual C++或者C 语言、C# 、VB 语言）编写一个完整的单片空间后方交会程序，通过对提供的一定数量的地面控制点进行计算，运用共线方程式反求输出像片的外方位元素并评定精度。本实验的目的在于让学生深入理解单片空间后方交会的原理、方法，体会在有多余观测情况下，用最小二乘平差方法实现解求影像外方位元素的过程。通过上机调试程序加强动手能力的培养，通过对实验结果的分析，增强学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。 二、 实验器材 1. 航片坐标量测数据，控制点成果表，航片摄影参数等： ①已知航摄仪内方位元素：f=153.24㎜，000x y ==,摄影比例尺：1/50000 ②已知4对控制点的影像坐标和地面坐标 ③要求写出详细的解答过程 三、 实验原理 以单幅航空影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的 像坐标量测值出发，根据共线条件方程，求解该影像在航空摄影时刻的外方位元素 。由于空间后方交会所采用的数学模型共线方程是非线性函数，为了方便外方位元素的求解，需要首先对共线方程进行线性化。 四、 实验步骤 运用程序设计语言编写计算过程代码，其代码编写原理为： 1. 运用空间后方交会的基本公式： 2. 误差方程式和法方程式的建立：
超声波模块实验报告
超声波模块编程控制 实验报告 院、系机械与电气工程学院 专业班级机械125班第五组 姓名李泉军同组人赵凯,徐思琪,郭明开,韦耀辰
实验日期2014 年11 月21 日 一、实验原理 通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。（超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2） 二、超声波工作原理简介 (1) 采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号; (2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回； (3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 本模块使用方法简单,一个控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,即可以达到你移动测量的值
三、系统硬件电路图及实物照片 超声波测距电路图 显示距离10cm
四、系统软件程序流程图及程序清单
N Y Y Y N N Y Y 程序清单： //晶振9.6MHZ ，默认8分频，计时步距8/9.6=0.833333us #include