紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，包括CPU控制單元，與CPU控制單元連接的A/D轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置、光電開關(guān)以及存儲(chǔ)器及通訊接口，調(diào)制成頻率為800Hz的光信號(hào)，一路進(jìn)入分析室，另一路作為參考光源，由光切換盤選擇后進(jìn)入光傳感器，經(jīng)前置放大、A/D轉(zhuǎn)換后由CPU控制單元進(jìn)行采樣；所述CPU控制步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置以產(chǎn)生不同波長的光信號(hào)，其波長起點(diǎn)由光電開關(guān)T1定位，各波長點(diǎn)通過步數(shù)進(jìn)行控制，另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置則控制光切換盤來選擇樣品光或參考光，其初始位置由光電開關(guān)T2進(jìn)行定位。本發(fā)明解決了隨時(shí)間變化的信號(hào)平行漂移誤差的自動(dòng)跟蹤，增加了測量儀器的精度。
【專利說明】紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，具體涉及一種紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外光經(jīng)光電傳感器檢測，其輸出信號(hào)非常微弱，需要經(jīng)過多級(jí)前置放大后，才能達(dá)到A/ D轉(zhuǎn)換器所要求的標(biāo)準(zhǔn)電壓。由于前置放大器的性能受到器件本身、環(huán)境溫度等影響，容易形成各種誤差，采用相關(guān)濾波電路及數(shù)字濾波方法可以克服高低頻干擾，但有一種隨時(shí)間變化的信號(hào)平行漂移誤差，上述方法卻很難解決，從而影響測量儀器的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，其解決了隨時(shí)間變化的信號(hào)平行漂移誤差的自動(dòng)跟蹤，增加了測量儀器的精度。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，包括CPU控制單元，與CPU控制單元連接的A/ D轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置、光電開關(guān)以及存儲(chǔ)器及通訊接口，其特殊之處在于:所述調(diào)制成頻率為800Hz的光信號(hào)，一路進(jìn)入分析室，另一路作為參考光源，由光切換盤選擇后進(jìn)入光傳感器，經(jīng)前置放大、A/ D轉(zhuǎn)換后由CPU控制單元進(jìn)行采樣；所述CPU控制步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置以產(chǎn)生不同波長的光信號(hào)，其波長起點(diǎn)由光電開關(guān)Tl定位，各波長點(diǎn)通過步數(shù)進(jìn)行控制，另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置則控制光切換盤來選擇樣品光或參考光，其初始位置由光電開關(guān)T2進(jìn)行定位。
[0005]上述A/ D轉(zhuǎn)換器采用12位高速A/ D轉(zhuǎn)換器MAX197，對(duì)前放輸出的800Hz交流信號(hào)直接采樣；其轉(zhuǎn)換時(shí)間為6us，采用單5V供電。
[0006]上述步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置采用25BY4803，步距為7.50，其控制器為4HB01B。
[0007]上述光電開關(guān)采用3個(gè)ST135對(duì)射式槽形光電開關(guān)分別進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)定位及同步信號(hào)獲取。
[0008]上述存儲(chǔ)器及通訊接口用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及將處理好的數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)進(jìn)行顯示、分析、打印。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:解決了隨時(shí)間變化的信號(hào)平行漂移誤差的自動(dòng)跟蹤，增加了測量儀器的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]參見圖1，光源經(jīng)旋轉(zhuǎn)的切光片調(diào)制成頻率為800Hz的光信號(hào)，一路進(jìn)入分析室，另一路作為參考光源，由光切換盤選擇后進(jìn)入光傳感器，經(jīng)前置放大、A/ D轉(zhuǎn)換后由CPU控制單元進(jìn)行采樣。在分析室中，CPU控制步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置以產(chǎn)生不同波長的光信號(hào)，其波長起點(diǎn)由光電開關(guān)Tl定位，各波長點(diǎn)通過步數(shù)進(jìn)行控制，另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)則控制光切換盤來選擇樣品光或參考光，其初始位置由光電開關(guān)T2進(jìn)行定位。
[0012]采樣處理方法 鎖相
由于光敏元件容易受散光影響，從而產(chǎn)生虛假干擾信號(hào)，在采樣時(shí)采用鎖相方法確定信號(hào)每個(gè)周波的起點(diǎn)，可以保證采樣點(diǎn)重復(fù)性并有利于抑制干擾。光源進(jìn)入分析室前被切光片所調(diào)制，頻率為800Hz，同時(shí)切光片又切過槽形光電開關(guān)，得到一個(gè)與測量信號(hào)頻率完全一致的同步脈沖。CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣時(shí)，以鎖相同步信號(hào)作為采樣的起點(diǎn)，從而確保每個(gè)周波內(nèi)采樣點(diǎn)位置的一致性。
[0013]限幅濾波
除了在硬件上使用有源帶通濾波器之外，CPU還利用數(shù)字濾波進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過限幅濾波能有效克服采樣信號(hào)受隨機(jī)干擾而引起的大幅度跳碼。
[0014]軟件部分:主要通過步進(jìn)電機(jī)控制波長掃描和光路切換，完成數(shù)據(jù)采樣及數(shù)據(jù)處理。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，包括CPU控制單元，與CPU控制單元連接的A/ D轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置、光電開關(guān)以及存儲(chǔ)器及通訊接口，其特征在于:所述調(diào)制成頻率為800Hz的光信號(hào)，一路進(jìn)入分析室，另一路作為參考光源，由光切換盤選擇后進(jìn)入光傳感器，經(jīng)前置放大、A/ D轉(zhuǎn)換后由CPU控制單元進(jìn)行采樣；所述CPU控制步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置以產(chǎn)生不同波長的光信號(hào)，其波長起點(diǎn)由光電開關(guān)Tl定位，各波長點(diǎn)通過步數(shù)進(jìn)行控制，另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置則控制光切換盤來選擇樣品光或參考光，其初始位置由光電開關(guān)T2進(jìn)行定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，所述A/D轉(zhuǎn)換器采用12位高速A/ D轉(zhuǎn)換器MAX197，對(duì)前放輸出的800Hz交流信號(hào)直接采樣；其轉(zhuǎn)換時(shí)間為6us，采用單5V供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，所述步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置采用25BY4803，步距為7.50，其控制器為4HB01B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，所述光電開關(guān)采用3個(gè)ST135對(duì)射式槽形光電開關(guān)分別進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)定位及同步信號(hào)獲取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外分光儀信號(hào)漂移誤差跟蹤系統(tǒng)，所述存儲(chǔ)器及通訊接口用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及將處理好的數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)進(jìn)行顯示、分析、打印。
【文檔編號(hào)】G01J3/00GK103542933SQ201310515331
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王耀斌 申請(qǐng)人:陜西高新實(shí)業(yè)有限公司