电子产品世界

2．1 光电转换模块
硅光电池是一个大面积的光电二极管，它用于把入射到其表面的光能转化为电能，而我们知道，硅光电池将光能转化为电能时，其转化的电流信号的变化与入射光强的变化成线性关系。而为了验证硅光电池这一特性，我们也进行了相关的测量，并将测量的数据用MATLAB软件进行了拟合，得出符合最小二乘法的函数，其不同级次拟合得出的函数如下：
一次拟合：r=-0．04433x+86．4396
二次拟合：r=2．323e-005x^2-0．048232x+86．5482
三次拟合：r=-3．2246e-007x＾3+0．00010449x＾2-0．053677x+86．6233
由上式可知，随着拟合次数增加，高次项系数数量级越变越小，且变化幅度很大，从实验可行性及精度要求综合考虑可将r-x的关系以一次处理。因而我们可以通过使用硅光电池将挡光板位移的变化转为电流的变化，从而进行测量，其物理图如图1所示。
2．2 电流-电压转换及其放大、滤波模块
硬件部分最关键的是对硅光电池转换后的电流信号的处理。由于要进行模数转换就必须把电流信号转换成电压信号，因转换得到的信号很小且含有噪音信号，故我们要将其进行放大和滤波。在此用TL084集成放大器实现电流-电压转换及放大，利用RC电路进行滤波，其电路图如图3所示。转换后的电压信号直接输入AD转换电路的输入端，再将AD转换后的输出信号送入单片机进行处理及显示。其中AD转换采用的是12位转换器AD574。

3 软件部分
为了方便程序调试和提高可靠性，程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法。本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序、A／D转换子程序、数据处理子程序(包括调零、判断操作是否错误、位移值及杨氏模量值)、LCD显示子程序、键盘扫描子程
序。系统主程序流程图如图4所示，其中操作检测是帮助提醒操作者，若无误，LCD显示会显示功能按键相应的数据值，若操作有误，LCD显示会显示EOF字样。

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关键词： 模量 测量 杨氏 金属 光电 传感器 基于