分体漫反射式汽车玻璃透光率和反光率检测仪的研制

论文摘要

随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高,越来越多的轿车挡风玻璃通过镀膜的方式来阻挡紫外线和红外线。但是,目前市场上的很多玻璃膜不合格,这些假冒伪劣产品严重地损害了人们的生命安全。因此,设计出一个精度高、便于携带的汽车玻璃透光率检测仪是当今市场的需要。本文旨在开发一个便携式的汽车玻璃透光率检测仪,使其能够满足测量的各项要求。提出了一种改进的漫反射式透光率检测方法,该方法扩大了玻璃测量的种类,能够对汽车的前风挡和后风挡等不可上下移动的玻璃进行测量。相比市场上已有的透光率检测仪,本课题开发的检测仪在满足测量精度的前提下降低了仪器的功耗和成本,减小了体积。本设计采用单片机作为微控制器,实时地记录环境光强,消除了外界光强对测量精度的影响,提高了整个系统抗环境光的干扰能力。鉴于该仪器是电池供电系统,本课题从元器件选型、软件编程两方面着手来降低整个系统的功耗,最终使电池的使用寿命达132小时以上。采用上位机软件对仪器进行校正,提高了仪器批量生产的效率。对所开发的便携式汽车玻璃透光率检测仪的重复精度和测量精度进行了实验研究,得出了以下结论:1. LED的点亮时间是影响重复精度的关键因素;当LED的点亮时间改为3s时,玻璃测量数据的分散度降低了1倍;2.测量时,仪器两部分轴向间的不重合度不是影响仪器测量精度的因素。最后,用最小二乘法二次拟合对仪器进行校正之后,仪器的测量值与玻璃的标准值之间的偏差在2%之内,可以满足仪器的使用要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外光电传感器的研究现状和发展方向
• 1.2.2 玻璃透光率检测仪的研究现状
• 1.3 本课题的主要研究工作
• 第2章 汽车玻璃透光率和反光率检测原理的研究
• 2.1 引言
• 2.2 光源系统
• 2.3 透光率检测原理
• 2.4 检测元件
• 2.5 本章小结
• 第3章 汽车玻璃透光率和反光率检测仪的硬件设计
• 3.1 总体方案介绍
• 3.2 光强检测方法
• 3.3 仪器功能介绍
• 3.4 仪器的低功耗设计
• 3.4.1 降低系统功耗的优点
• 3.4.2 检测仪的低功耗设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 汽车玻璃透光率和反光率检测仪的软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 单片机的功能程序
• 4.3 串口通信的单片机程序
• 4.4 单片机通信的计算机程序
• 4.5 本章小结
• 第5章 检测仪的标定和精度分析
• 5.1 引言
• 5.2 实验数据处理方法比较
• 5.2.1 最小二乘法拟合
• 5.2.2 多项式插值
• 5.2.3 分段插值
• 5.3 重复精度分析
• 5.4 测量精度分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1 实物图
• 致谢