傅立葉變換紅外光譜儀信號檢測與伺服控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、傅立葉變換紅外(以下簡稱FTIR)光譜方法是利用干涉圖和光譜圖之間的對應(yīng)關(guān)系，通過測量干涉圖并對干涉圖進(jìn)行傅立葉積分變換的方法來測定和研究光譜圖。由于其多通道、高通量、高信噪比和高分辨率等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)TIR光譜儀已經(jīng)成為物質(zhì)定性鑒別和定量分析中應(yīng)用最為廣泛的儀器。為此，我們自主研制了FTIR光譜儀，為進(jìn)一步將FTIR光譜方法應(yīng)用于環(huán)境與污染氣體監(jiān)測提供技術(shù)支持和硬件保障。
　　 本文主要設(shè)計FTIR光譜儀的信號檢測系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)

2、。通過分析FTIR光譜儀的基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)，本文確定了基于電壓型前置放大電路和過零比較電路的激光干涉信號檢測系統(tǒng)、基于帶電阻反饋的跨導(dǎo)放大電路和峰值保持比較電路的白光干涉信號檢測系統(tǒng)以及基于低噪聲前置放大電路和手動增益調(diào)節(jié)電路的紅外干涉信號檢測系統(tǒng)。白光干涉信號檢測系統(tǒng)可以準(zhǔn)確檢測出零光程差位置所對應(yīng)的激光干涉脈沖，實(shí)現(xiàn)精確的位置定位；紅外干涉信號檢測系統(tǒng)可以有效檢測紅外干涉信號，并具有增益調(diào)節(jié)功能。
　　 此

3、外本文還確定了基于單片機(jī)和DA轉(zhuǎn)換芯片的伺服控制系統(tǒng)。該伺服控制系統(tǒng)在激光和白光輔助干涉儀的配合下，采用單片機(jī)作為誤差測量系統(tǒng)，在單片機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)PID算法控制，并通過DA轉(zhuǎn)換芯片控制功率放大電路來驅(qū)動音圈電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對干涉儀的控制。速度控制精度達(dá)0.02％，大大提高了紅外吸收光譜的信噪比，滿足光譜儀對干涉儀的運(yùn)動要求。
　　 最后本文還編寫了部分AD采集程序，通過采集激光干涉信號和白光干涉信號并對其進(jìn)行分析，驗(yàn)證該系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)