二氧化碳浓度测试仪.doc

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1、燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 二氧化碳浓度测试仪 学院（系）： 信息学院 年级专业： 2007级光信息 学 号： 8 学生姓名： 郭光超 指导教师： 焦斌亮 教师职称： 教 授 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）： 基层教学单位： 学 号8学生姓名郭光超专业（班级）2007光信息设计题目二氧化碳浓度测试仪设计技术参数该栏可以不用填写设计要求1. 画出光路图，确定反射镜的曲率半径、相对位置、光源位置等参数；2. 设计电路图，用软件仿真，给出仿真结果；3. 画出电路原理图以及印制板图；（如果时间不够，A/D及显示模块可以不做，印制板图也可不画）。工作量2周工作计划1. 根据原理画出

2、光路图，确定元件参数等；2. 使用Multisim画出原理图仿真，得到仿真结果；3. 画出电路原理图及印制板图。4. 根据设计过程和结果提交设计报告。参考资料1 课程设计指导书；2 数字电子技术童师白3 模拟电子技术康华光4 部分资料查询来自互联网指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年 月 日 燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：成绩： 指导教师： 年 月 日答辩小组评语：成绩： 评阅人： 年 月 日课程设计总成绩：答辩小组成员签字：年 月 日一、设计目的及要求1. 画出光路图，确定反射镜的曲率半径、相对位置、光源位置等参数；2.

3、设计电路图，用软件仿真，给出仿真结果；3. 画出电路原理图以及印制板图；（如果时间不够，A/D及显示模块可以不做，印制板图也可不画）。二、设计方案利用CO2对特定波长红外辐射的吸收作用（浓度越大，吸收系数越大），实现浓度测量。1、光路反射镜I反射镜II热释电说明：（1）途中s为光源，各个反射像点的关系如图所示；（2）S2和S12分别成在热释电器件的两个窗点上，2mm；（3）当反射镜的曲率半径为50mm时，测量光路有效光程长为100mm。2电路框图A/D显示模块光源热释电器件直流采样差分放大时钟源波形产生信号采样三、系统工作原理1、555定时器本次课设中采用555定时器来作为时钟源，产生0.5H

4、Z的方波。本部分的电路原理图以及波形如下：2、分频电路本部分使用74LS74对555定时器产生的方波进行1/2分频，得到0.25HZ的方波。电路原理图和得到的方波波形如下：3、灯驱动电路本部分通过555定时器时钟信号和分频信号的与运算实现LED等的控制，等由正电源和AFR539来提供驱动电压。该部分电路原理图和输出的驱动波形如下面图形所示：4、直流采样和差分电路该部分电路通过对热释电器件输出的信号和直流采样的信号进行差分来进行信号波形的放大。该部分电路原理图如下面图所示：5、信号采样电路该部分对差分放大得到的信号进行采样。6、采样保持电路该部分不做过多解释，图示和波形如下：四、实验步骤1、熟悉

5、课程设计原理，画出光路图；2、分析光过程，确定光路中每个元件的位置、半径、大小等参数；3、根据光路图画相应的电路图并在Multisim上面作图并检查；4、仿真，得到各个模块的输出波形；5、分析电路，如果可能做出部分适当的改进，做课程设计报告。五、设计总结在本次课程设计二氧化碳浓度测试仪中我收获了以下三点：1、专业知识方面，我更加深刻地理解了到了二氧化碳气体在空气中的浓度可以影响到气体对特定波长的光线的热辐射的吸收。利用二氧化碳的这种特性可以进行通过对相关的参数进行测量来获得目标空气中的二氧化碳的浓度。2、在本次课程设计中，我了解到电路图的基本原理，同时学会了NI公司的软件Multisim的基本使用方法。在进行原理图连接的时候可能有时候找不到完全相同的（包括型号和外部动画）器件，此时进行相似器件或者相同功能的电路转换即可。例如本次课程设计中的74LS33就可用其他元件进行等价代替。这也是软件仿真相对于实物连接的一个更有利的方面。3、根据原理我部分地理解了温室效应与温室气体co2的关系，我们应当在平时的生活中减少碳氧化物的过量产生，走低碳生活路线，爱护环境，走可持续发展道路。感谢各位老师的热心讲解和指导帮助。