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1、動車模型激光測速技術研究 姓名：宗雨 班級：160102 學號：16101024 CONTENTS激光測速技術在動車模型中的應用應 用 背 景01測速原理02誤差分析03實驗結果04 01 應 用 背 景 Application Background應 用 背 景動車組的高速發(fā)展給交通帶來了極大便利,但是速度的提高同時也帶來高肇事率.動車速度與車內的氣體熱力學性質、分子分布規(guī)律以及通過隧道時車內的壓力波動息息相關.為測量動車速度,首先利用動車模型建立光電測試方案.本文使用點光源激光器及棱鏡原向反射屏構成原向反射式激光區(qū)截測速模塊,實現(xiàn)對動車模型速度的測量.Option 01Option 02
2、Option 03Option 04 02測速原理 measuring principle測 速 原 理 測速模塊現(xiàn)場布置示意圖 01 03 0502 04待測模型沿箭頭方向行駛經過測速模塊時,反射屏將會接收光通量發(fā)生變化光敏探測器件將變化的光通量轉化為電流信號根據兩反射屏之間的距離s和時間t,可以得到動車模型的平均速度v= s/ t. 電流信號光電放大電路后被放大成為動車過靶信號過靶信號經過整形電路中的比較器電路和單穩(wěn)態(tài)電路變?yōu)榫哂泄潭}寬的數(shù)字信號 measuring principle測 速 原 理 measuring principle測 速 原 理測速模塊原理示意圖 利用光斑尺寸確定
3、光敏探測器尺寸反射至光米探測器激光器發(fā)射激光束經過棱鏡原向反射屏 measuring principle測 速 原 理 棱鏡原向反射屏及其剩余發(fā)散角微晶立方角體原向反射膜結構示意圖微晶立方角體結構示意圖 微晶立方角體連接示意圖原向反射膜反光強度對比 棱鏡原向反射屏及其剩余發(fā)散角 CCD相機測量剩余發(fā)散角實驗裝置圖a：棱鏡原向反射屏與分光鏡的距離b：投射屏距離分光鏡的距離2：用CCD相機拍攝的經過原向反射屏反射回來的光斑的直徑剩余發(fā)散角：arctan a b 環(huán)境光抑制措施由于動車測速需在室外進行,測速模塊應該適應室外環(huán)境的干擾.本系統(tǒng)采取兩種措施來抑制環(huán)境光.一種是在光敏檢測器件前增加一個窄帶
4、濾光片,根據點光源激光器的參數(shù)要求選用650 nm的窄帶濾光片.另一種抑制環(huán)境光干擾的方法是通過電路實現(xiàn).測速模塊最易受環(huán)境光影響的是應當是光電放大器. 650 nm窄帶濾光片特性曲線 650 nm窄帶濾光片參數(shù)表 系統(tǒng)誤差來源及精度分析 error analysis 01 ba 01ab測距誤差來源測距誤差s測時誤差ts：1.鋼尺精度引起的測量誤差. 2.環(huán)境溫度引起的靶距誤差s12. 3.人為操作誤差s13. 4.靶距誤差s1.t：1.示波器上的時間判讀誤差. 2.比較器電路的反轉時間. 3.單穩(wěn)態(tài)電路的延時誤差. 03可行性實驗及實驗結論 可行性實驗及實驗結論conclusion實驗現(xiàn)場布置示意圖實 驗 波 形 布置好實驗裝置后,使用表面貼有兩條平行原向發(fā)射屏的裝置,在距離測速模塊3 m處演示動車模型經過測速模塊的過程,并且在示波器上顯示實驗波形,如圖11所示.根據兩條原向反射屏之間的距離s=60 mm和示波器上顯示的兩波形之間的時間間隔t= 12.90 ms,可以計算出表面貼有兩條平行原向發(fā)射屏的裝置經過測速模塊的平均速度v=st= 4.65 m/s.實驗結果驗證了測速模塊的可行性,并驗證了該測速模塊具有靈敏度高、可靠性強等優(yōu)點. 可行性實驗及實驗結論conclusion THANKS FOR WATCHING激光測速技術在動車模型中的應用
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