Upload
joyce
View
69
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Wykorzystanie czujnika światła. Wojciech Dobrogowski, Andrzej Maziewski. Plan. Czujniki światła CMA Badanie źródeł światła Dyfrakcja światła Prawo Malusa Mechanika Tarcie aerodynamiczne Wahadło sprężynowe z tłumieniem. Czujniki światła CMA. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Wykorzystanie czujnika światłaWykorzystanie czujnika światłaWykorzystanie czujnika światłaWykorzystanie czujnika światła
Zakład F izykiM agnetyków
Instytut Fizyki DoświadczalnejUniwersytet w Białym stoku
ul. L ipowa 41, 15-424 B ia łystok
te l: (085) 7457228 (29) fax: (085) 7457223 e-m ail: magnet@ cksr.ac.bialystok.pl http://physics.uwb.edu.pl/zfm
Wojciech Dobrogowski, Andrzej Maziewski
Plan
• Czujniki światła CMA
• Badanie źródeł światła
• Dyfrakcja światła
• Prawo Malusa
• Mechanika– Tarcie aerodynamiczne– Wahadło sprężynowe z tłumieniem
Czujniki światła CMA
Czujnik światła CMA 0513. Budowa czujnika oparta jest o diodę Optrex p.n. OP555C mającą charakterystykę liniową. Pozwala na pomiar natężenia światła w zakresie 0.1 –10 W/m2, z dokładnością do 20 %. Zakres spektralny tego czujnika to 300-1100nm
Czujnik światła CMA 033. Trzyzakresowy: 0-600,0-6000,0 – 150000 luxów
Czujnik światła CMA 0141i:
Zakres 0 - 10 lux
Podstawowe parametryZakres mierzonego natężenia światła. Parametr ten określa minimalne i maksymalne natężenie światła które powoduje zmianę parametrów elementu światłoczułego w ustalonym zakresie napięć. Przyjmuje się tutaj zazwyczaj zakres liniowej części charakterystyki U(I).Czas reakcji. Jest to czas w którym właściwości elementu światłoczułego zmienią się zgodnie z opisującą je charakterystyką. Elementy półprzewodnikowe umożliwiają pomiar zmian w czasie rzędu mikrosekund co przekracza czas przetwarzania sygnału wykorzystywanych w szkole interfejsówZakres spektralny. Zakres częstotliwości światła na które reagują elementy światłoczułe. Zazwyczaj przekracza on zakres fal widzialnych zarówno w zakresie ultrafioletu jak i podczerwieni. Odpowiedź czujnika jest jednak uzależniona od częstotliwości padającego światła, to znaczy że charakterystyka spektralna I(f) nie jest płaska/liniowa.
20 40 60 80 100
1.5
1.6
1.7
1.8
U ~ I [W/m2]
Badanie źródeł światła zasilanych prądem zmiennym
20 40 60 80 100
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
20 40 60 80 100
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
b)
6.9 W/m2
fM=85Hz
Żarówka w czasie 5 s
żarówka w
czasie 0.1 s
t [ms]
Ekran monitora komputerowegoŚwietlówkat [ms]t [ms]
U ~ I [W/m2]U ~ I [W/m2]
-200 -100 100 200 300
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Dynamika świecenia
-100 100 200 300
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
I(t)=I0Exp[-(t-t1)/T1],I(t)=I0(1-Exp[-(t-t2)/T2]).
U ~ I [W/m2]U ~ I [W/m2]
t [ms] t [ms]
Czujnik światła z wykorzystaniem fotoopornika
Zmiana oporu pod wpływem padającego światła
Napięcie przyłożone do diody LED
Własne konstrukcje
Aleksander Wasilewicz, Jurij Sedenewski,
Wiktor Stefanowicz
Własne konstrukcjeWykorzystanie karty dźwiękowej PC dla badania światła.
Prawo Bourguera.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
d, mm
ln I
0/I
Położenia i prędkość spadającej lotki.
0 0.5 1 1.5 2t@sD0
0.5
1
1.5
2
2.5 v@msDv@msD0 0.5 1 1.5 2
1
1.5
2 x@mD
t0
x@mD
t0
Początkowy ruch jednostajnie zmienny przechodzi w ruch jednostajny gdy siła tłumiąca zaczyna równoważyć siłę ciężkości. Prędkość w takim ruchu możemy opisać następująco:
v(t)=vg(1-Exp(-(t-t0)/)
gdzie: vg –prędkość graniczna (w
nieskończoności)
m2, vg2
m1, vg1
Lotka „PET” Piłka z gąbki Piłka kauczukowa
Człowiek
m=35g
Vgr= 2.5 m/s
k=0.055 kg/m
m=5.2 g
Vgr=5.6 m/s
k=0.0016 kg/m
m=34 g
Vgr= 20.2 m/s
k=0.0008 kg/m
m=75 kg
Vgr=60/6 m/s
k=0.2/20 kg/m
VI piętro
5m
Położenie wahadła zarejestrowane ultradźwiękowym czujnikiem położenia
5 10 15 20 25 30 [email protected]
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
x@mD
5 10 15 20 25 30 [email protected]
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1x@mD
S=0.025 m2
S=0.08 m2
0 5 10 15 20
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
x@mD
Dopasowanie dekrementu tłumienia na podstawie analizy ekstremalnych wartości amplitudy Amax/min(t) = X0 + A0 Exp[- t]
0 5 10 15 20
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
x@mDDopasowanie pomiarów położenia wahadła funkcją w postaci:
x(t) = X0 + A0 Exp[- t] Cos[t]Dopasowany dekrement tłumienia
0 5 10 15 20t@sD
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
E c@JD
Energia całkowita wahadła tłumionegoEc= Ek+ Ep
9.2 9.4 9.6 9.8 10t@sD
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
Ec@JD
0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08
0.1
0.12
0.14
d@gk €
€€
€€
€€
€€ sD
Czynnik kształtu jako dopasowanie zależności dekrementu tłumienia od pola powierzchni
C= 1.47
PodsumowaniePodsumowanieProste obiekty pomiarowe
Własne konstrukcje czujników
Adaptacje istniejących rozwiązań ?9.2 9.4 9.6 9.8 10
0.002
0.003
0.004
0.005
Ec@JD
Analiza danych pomiarowychna lekcjach TI/Informatyki
_