| (灯具光强分布测试系统的设计 75页 25259字 包括开题报告 文献综述 任务书 外文翻译 程序 电路图 答辩记录等） 摘要：本文通过对灯具光强分布测试方法的研究, 根据灯具空间光强几种常用的测试方法设计出了一个二维的自动测量空间光强分布装置。该设计使用两个39系列的两相混合式步进电机来控制二维旋转系统的转轴，用一个AT89S52单片机和两个L298芯片来驱动步进电机的旋转。主要实现了两个电机的同步旋转。设计了二维扫描系统的机械装置，探讨了光强采集部分探测器选择和电流的放大。 根据此系统可快速求出灯具x 和y 轴的光强分布曲线, 故而可获得所需的测试信息, 并可通过全过程测试得到更加丰富的测试信息及测试报告【1】。 文中依次介绍了光强的概念，光强测量的背景、意义、以及几种测量光强的常用方法。设计了二维的自动测量系统，对该系统的组成和驱动进行了详细的介绍。对探测器的选择，探测器的前置放大电路进行了简单介绍，对数据的采集和处理也做了分析。最后对该设计做了一个全面的总结。 关键词：二维测试系统，步进电机，光强分布 Design of the Lamp Spatial Luminosity Distribution measurement System Abstract: With the research on the method of measuring the spatial luminosity distribution, a two-dimensional pivot rotation device of the lamp spatial luminosity distribution measurement system was designed in this paper. Two stepper motor of 39 serious were used to control the two-dimensional pivot rotation device .The electrical machinery is controlled by an AT89S52 SCM and two L298 chips. Using the synchronous rotation of the stepper motor realized the two-dimensional pivot rotation. The detectors and the amplified electric circuit were analyzed briefly. Using the technology we can rapidly derive the light intensity distribution in x and y axes. The concept, the background, meaning of the light intensity measuring and several methods which were commonly used were introduced in this paper. A new auto system of measuring the spatial luminosity distribution was designed. The composition of the system and the drive of circuit were introduced detail. The choice of the detectors, the detector preamplifier circuit, the data acquisition and processes were introduced briefly. A new spatial light intensity was introduced comprehensively in this paper. Keywords: a 2D scanning system; spatial luminosity distribution; Stepper motor Classification: TP202+2 目 录 1 引言 1 1.1 设计的意义 1 1.2 国内外光强分布测量技术进展 2 1.3 设计的工作内容 2 2 光辐射测量基本原理 3 2.1 光度学中的基本量及其单位 3 2.2 发光强度的测量 4 2.2.1 目视光度法测量发光强度 4 2.2.2 物理光度法测量发光强度 5 2.2.3 发光强度分布曲线的测量 6 2.3 几种典型的分布光度计 7 3 空间光强自动测试系统的设计 9 3.1 空间光强自动测试装置的控制原理 9 3.2 机械装置设计图 10 3.3 控制电路总体设计 11 3.3.1步进电机基本原理 11 3.3.2驱动器的方案及实现 13 3.3.3驱动器的硬件电路 18 3.3.4驱动器的软件实现 18 3.3.5电源电路 20 3.4主程序设计 20 4探测采集功能的实现 22 4.1 探测接收部分 22 4.2数据采集处理 23 4.3结果修正 23 5论文工作总结 24 5.1主要设计部分 24 5.2有待改进的地方 24 5.3总结 24 6参考文献 25 7附录A 主体硬件图 26 8附录B 单片机控制程序 27 9 作者简介 29 10 学位论文数据表 30 1 引言 1.1 设计的意义 光是人们最熟悉的物质，从广以上讲,光指的是光辐射，而从狭义上讲，通常人们所说的“光”指的就是可见光。可见光的波长在380~780nm范围内的光辐射，也就是人视觉能感受到”光亮”的电磁辐射。人们对照明用灯具的光的感觉，是以日光的光强为参考标准的。实验证明，人眼睛比较满意的照度在1000-4000LX，最佳点在2000LX，不过考虑到经费和能源，人们把1000LX的照度看作是比较合适的中间值。随着各种各样的灯具的出现，对灯具的空间光强分布的测量就显得至关重要。 LED光源具有体积小、寿命长、能耗低、瞬时启动、颜色丰富等特点, 是一种环保节能冷光源。LED所具有的特点, 使其在指示灯、显示屏、交通信号灯等方面已经广泛应用。目前正在探索把它应用于照明领域。随着半导体照明应用领域的拓展, 半导体照明产业迅猛发展。发达国家非常重视LED测试标准的制订, 如美国国家标准技术研究院(NIST) 正在开展LED测试方法的研究, 准备建立整套的LED测试方法和标准。同时, 许多国外大公司的研究和开发人员正在积极参与国家和国际专业化组织, 制订半导体LED 测试标准。由于LED的种种优点，其成为我们日常生活的照明光源是大势所趋。由此，对LED光源的测量及性能评价就显得至关重要【2】。 作为照明用光源的LED，其应被了解的光学性能的小牧和其他光源应是一致的，它们主要包括光强、光强空间分布、光通量、光亮度、光谱功率分布、色坐标、显色指数、相关色温等。其中光强、光通量、色坐标、显色指数和色温应是必须提供的指标。 探测器在光强测量过程中起着关键的作用。在幅射度学和广度学史中，很多问题都和探测器的进展有关。光辐射能的物理探测器，品种多样，期中主要的有硅光电器件、光电导器件，光电倍增管，热电偶等。在光辐射测量的许多应用中，人眼视觉系统起着重要的作用。对灯具光强的测量，光探测器的选择对测量结果也起着至关重要的作用，选择合适的灯具，就能对灯具的发光特性能有个更加准确的分析。 信号处理系统是光辐射测量系统的重要组成部分，其性能往往反映出光辐射测量系统中其它部分的质量。信号处理一般均涉及测量数据的复杂数学分析，并由数据处理设备来完成。 发光强度作为物理学中的七个基本单位之一，其重要性不言而喻。它的空间分布决定了光通量、配光曲线和发光效能；它的光谱分布决定了色坐标、显色指数、色温等色度量【3】。需要用瓦而不是坎德拉来表征这个参数。表面上看起来，只要把光探测器前边的滤光器去掉就可以了，实际却比测量坎德拉要复杂，尽管两者的本质是一样的。 1.2 国内外光强分布测量技术进展 任何灯具在空间各方向上的发光强度各不相同, 通常以纵坐标表示照明灯具的光强分布, 以坐标原点为中心对各方向上的发光强度进行矢量标, 并借住数据或图标把照明灯具发光强度空间分布情况记录下来,连接矢量端点即形成光强分布曲线, 也叫配光曲线。配光曲线仅能描绘以灯具为中心一周的光强, 不能完全反映光的空间分布。在实际应用中, 人们通常需要了解灯具发光方向一定立体角的空间光强分布, 还有一种空间光强测试的方法是采用在空间放置多探测器方法。根据被测产品的要求将探测器摆放成球面型, 利用多路采集卡进行采集, 运用插入法寻找被测产品的发散角。该测试法不仅费时费力, 而且更换灯具时需花费相当长的时间作测试准备工作, 同时也需较大的测试场所。目前国内外比较常用的分布光度计有旋转灯具式分布光度计、卧式大型分布光度计、运动反射镜式分布光度计等几种常用的光度测试系统。能够很方便准确的测量出灯具空间光强的分布曲线。 1.3 设计的工作内容 本文主要研究LED的空间光强分布，包括分布光度计的研究和设计，积分球的研究，二维扫描转台的设计，以及发达电路，高速采集电路，和计算机软件的实现。对测量的误差进行系统的分析。做出一个比较完善的测量LED空间光强分布系统。需要解决的关键问题是对分布光度计的设计以及对旋转台的设计。 提出了一种新的空间光强自动测试装置。借助二维扫描系统和专用测试软件绘制空间光强分布的三维图形, 从而可快速求出灯具x 和y 轴(其他任意截面亦可) 的光强分布曲线以及发散角, 故而可测得所需的测试信息,并可通过全过程测试得到更加丰富的测试信息及测试报告。简单涉及了灯具空间光强测量系统，重点对测量系统的电路控制部分进行了设计，对探测器的选择，探测器前置电路的设计，以及数据的处理都有一定的涉及. |
灯具光强分布测试系统的设计
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