光電效應(yīng)實驗智能裝置的設(shè)計.pdf

1、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)特別是單片機的迅速發(fā)展，使傳統(tǒng)的電子測量儀器在原理、功能、精度及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大變化，形成一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代測試儀器--智能儀器。 光電效應(yīng)實驗是驗證愛因斯坦方程和求取普朗克常量的實驗，已配有各種可用的儀器，在實驗精度、速度和可控性方面卻較落后。學(xué)生在實驗中要讀取大量數(shù)據(jù)，測量過程較長，儀器的工作狀態(tài)在長時間測量中也常常發(fā)生變化，造成測量數(shù)據(jù)誤差較大、重復(fù)性變差，至于圖像顯示、實時測控

2、的功能則更無從談起。本著物理實驗微機化、拓寬學(xué)生思路、培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)時代要求的目的，將該實驗裝置進行設(shè)計智能。 光電效應(yīng)實驗智能裝置的設(shè)計，是利用單片機組建一個智能儀器實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由放大電路、A/D、單片機、D/A和PC機等組成。測量的過程完全由單片機控制：光電管所加的反向電壓由單片機給出數(shù)字經(jīng)D/A輸出；光電管在某頻率光照射下產(chǎn)生光電流，將光電流經(jīng)微信號放大電路放大、A/D轉(zhuǎn)換成單片機可采集的信號；此信號通過RS-232

3、串行通信傳送給PC機；PC對信號進行數(shù)據(jù)處理做出不同頻率下的伏安特性曲線；加壓后的延時和光電流的采集都由單片機定時控制；測量的點數(shù)步長都按程序的要求自動進行。解決因測量時間長、環(huán)境的變化對儀器測量精度的影響問題；避免主觀隨意性，減小實驗誤差；減少微弱光電流受干擾的幾率；達到測量即快速又準(zhǔn)確的目標(biāo)。 光電效應(yīng)實驗智能裝置是人工智能、數(shù)字信號處理、計算機科學(xué)、電子學(xué)、等新興技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器儀表的結(jié)合，系統(tǒng)實用性強。隨著專用集成電路相