多路He-Ne激光器功率采集系统的研制

论文摘要

在He-Ne激光器加速寿命试验中,我们选择电流作为加速应力,以各加速电流应力下激光管输出功率下降至初始功率的一半作为管子失效的判据。因此功率数据的准确采集在加速寿命试验中是非常重要的,它关系到试验的最终结果正确与否。然而加速寿命试验的周期一般比较长,同时要求被测样品数较多。人工测量多个管子的功率,不但效率很低,还会因为测量人员不同而引入主观读数误差。因此,在加速寿命试验中采用数据自动采集技术是非常必要的。本论文在分析He-Ne激光器加速寿命试验要求和研究了数据采集的基本理论的基础上,开发研制了一套基于ADAM模块和组态软件的八通道激光功率自动采集系统。详细介绍了系统的硬件组成和软件开发过程,创建了数据采集、动态数据库、数据的实时趋势显示、历史趋势曲线显示、历史数据处理等功能,并在软件上对采集的原始值采用数字滤波等方法,进一步提高了功率数据采集的可靠性。经过实际使用表明,本系统运行稳定,功率数据测量准确,且可扩展性好,可靠性高,操作简单,为进一步展开环形腔He-Ne激光器的试验研究奠定了基础。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 论文产生的背景

1.2 研究 He-Ne 激光器可靠性的方法

1.3 本文的主要内容

第二章数据采集系统的基础理论

2.1 数据采集系统的基本形式

2.2 数据采集的基本理论

2.2.1 模拟信号离散化

2.2.2 采样定理及频率混淆

2.2.3 采样控制方式及其选择

2.3 常见数据采集系统的结构

2.3.1 多通道共享采样/保持器和A/D 转换器

2.3.2 多通道同步数据采集系统

2.3.3 多通道并行数据采集系统

2.3.4 分布式数据采集系统

2.4 数据采集系统中的通信方式

2.4.1 串行通信

2.4.2 串行通信的应用设计

2.5 数据采集系统的性能要求和特点

2.5.1 数据采集系统的实时性特点

2.5.2 数据采集系统的适应能力

2.5.3 数据采集系统的标准化设计

第三章系统硬件设计

3.1 系统分析

3.2 系统硬件原理图

3.3 ADAM 模块的选用

3.3.1 ADAM-4017 通用模拟量输入模块

3.3.2 ADAM-4520 RS-232/485 转换模块

3.3.3 模块的设置

3.4 RS-485 网络设计

3.4.1 ADAM 模块与RS-485 的连接

3.4.2 RS-485 与计算机的连接

3.5 光电传感器的选择

3.5.1 常用光电传感器

3.5.2 硅光电池特性

3.6 调理电路的设计

3.6.1 电压-电压型比例运放电路分析

3.6.2 电流-电压型比例运放电路分析

3.6.3 实际电路应用分析

第四章系统软件设计及实现

4.1 系统开发工具的选择

4.2 组态王软件介绍

4.3 系统功能实现

4.3.1 实时数据显示设计

4.3.2 曲线显示设计

4.4 数据管理及报表功能的开发

4.4.1 历史数据的记录方式

4.4.2 历史数据导入Excel

4.5 提高系统可靠性的方法

4.5.1 数字滤波

4.5.2 数据校验和差错控制

4.6 系统的实际使用

第五章总结与展望

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果

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