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随着人们认识水平的提高和科学技术的不断进步,光辐射已经在工业、农业、国防、医学、材料和气象等许多领域得到广泛应用,并引起重视。论文在对光辐射理论研究的基础上,利用虚拟仪器技术、数据处理与采集技术对光辐射测试系统进行了研究。论文首先讲述了光辐射测试与控制系统的构建,研究了虚拟光源仿真系统与探测器参数测试系统,重点设计了基于虚拟仪器技术的步进电机控制与系统不确定度分析。围绕此内容主要完成了以下工作:
1、研究了光辐射的测量方法,提出了一套测量光辐射的系统构建方案。论文给出了系统构建的原理,它由光源、调制器、分光器、探测器、信号采集与处理等部分组成。
2、研究了全辐射体和真空钨丝灯的数学模型,设计了包括全辐射体、真空钨丝灯、氦灯以及高压汞灯的光源虚拟仿真系统,能够方便的进行光源光谱曲线的显示。
3、分析了探测器的性能参数,设计了基于虚拟仪器技术的探测器性能参数测试系统,能够实现电压响应率、噪声等效功率、探测率、归一化探测率以及相对光谱响应曲线的计算与显示。
4、论述了步进电机及其控制的基本理论,提出了步进电机细分以及升降速控制的算法。最终利用LabVIEW软件实现这些功能,通过NI PCI-6251数据采集卡输出信号,实现三相反应式步进电机的良好控制。
5、论文研究了系统中可能存在的误差来源,对系统的误差及不确定度作了具体的理论分析。论文中为了实现合成测量不确定度的计算,通过考虑测量过程中主要部件的主要参数的不确定度的方法来无限逼近真值,最后运用LabVIEW强大的数学功能实现了系统性能分析。
基于虚拟仪器技术设计的系统与传统仪器相比,功能更强、系统的集成度更高、测试更加灵活;操作更加简单,技术更新周期短,其可扩充性更好。系统可以充分利用计算机的运算、存储和显示功能,可以更方便地组建测试系统以将其扩展到全光谱范围进行测量,更好的满足光辐射测量的多种要求。