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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:游家瑋
研究生(外文):Chia-Wei Yu
論文名稱:微步進馬達驅動之里梭光柵光譜儀研究
論文名稱(外文):Study on Littral grating spectrometer driven by micro-stepping motor
指導教授:蕭憲彥
指導教授(外文):Sen-Yen Shaw
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:里梭光譜儀微步進馬達光柵
外文關鍵詞:littrowspectrometermicro-stepping motorgrating
相關次數:
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在正式討論「光柵光譜儀」前,本論文會先提及這個領域發展的歷史故事及重要人物,分成光譜的發現、光譜的研究、光譜檢驗法、光譜分析術等部分簡單介紹之,藉此從中瞭解光譜學及其重要的名詞來源。
光譜儀是一種利用分析光譜波長進行檢測的儀器,本論文可分為儀器製作部分與光譜量測兩大部分,在下面簡單介紹。
一、儀器製作部分:
一台可程式化自動光譜量測系統,主要可分為三大部分:光學系統、硬體與程式控制部分及檢出器,茲分別討論如下:
(1) 光學系統:由一個光柵及球面鏡,利用Littrow裝置組成一光譜儀(Monochromators),傳統的Littrow裝置之Monochromator一般較Czerny-Turner裝置體積來的小,且較少誤差,但由於其進口狹縫和出口狹縫距離較近,因此離散光問題較嚴重。本論文不採用此反射鏡,乃經過計算改變光學裝置位置,以增大出入口狹縫之間的距離。
(2) 硬體與程式控制部分:此實驗所需的單色光是透過電腦程式的控制,經過電腦和步進馬達驅動電路之間的AD及DA介面卡來完成溝通,控制其步進馬達驅動電路,改變光柵的角度以分出(或取得)不同波長的單色光。此部分的難處在於控制步進馬達旋轉角度(micro step)誤差要很小(目前已達到誤差0.5%),及製作出容易操作但功能完備的電腦控制系統。
(3) 檢出器:
以光檢測器來偵測每一單色光的訊號
二、量測部分:
量測三種光源的光譜,分別為氦氖雷射、氖燈及太陽光譜。
摘要 i
誌謝 ii
目錄 iii
圖表目錄 v
第一章 緒論 1
第二章 基本原理介紹 6
2.1 光譜儀之介紹 6
2.1.1 光譜儀之光學系統介紹 6
2.1.2 光柵(grating)與色散(dispersion) 7
2.1.3 縫隙(slit) 9
2.2 步進馬達原理介紹 10
2.2.1 步進馬達之簡介 10
2.2.2 傳統步進馬達的驅動方式 11
2.2.3 微步進驅動方式 14
2.2.4 角度線性化與控制的方法 15
2.3 光檢測器--光二極體 17
2.4 微小電流轉電壓放大器 18
2.4.1 放大器的規格 18
2.4.2 設計合適的微小電流轉電壓放大器
及功能動作說明 18
2.5 光譜儀之設計 19
第三章 實驗架設與自動量測控制程式 22
3.1 系統描述 22
3.2 分光儀 22
3.3 透鏡 22
3.4 分光儀與步進馬達的驅動 23
3.5 其他配備 23
3.5.1 鎖相放大器 23
3.5.2 斷式光調制裝置(chopper) 23
3.5.3 個人電腦及其介面卡 23
3.6 光譜儀之控制程式 23
3.6.1 所採用之程式語言簡介 24
3.6.2 光譜儀操作步驟 24
3.6.3 控制程式之整體架構 25
第四章 實驗結果與討論 26
第五章 結論 28
參考資料 30
附錄 52
[1]Goodman, D.S, Geometrical and Instrumental Optics, Academic, 1988.
[2]Henderson, B., Handbook of Optics II, Mc-Graw-Hill, 1995.
[3]James, J.F and R.S Sternberg, The Design of Optical Spectrometers, Chapman & Hall, 1969.
[4]Kingslake, R., Applied Optics and Optical Engineering Vol.5, Academic, 1969.
[5]蘇宗粲,紅外線光譜儀簡介,科儀產品新知72期第92頁
[6]黃良平,紫外及可見光譜(UV-VIS)分析法,科儀產品新知
[7]葉明財,步進馬達活用技術,全華科技圖書,1995
[8]見城尚志/新村佳久/許溢适,步進馬達原理與應用,全華科技圖書,1988
[9]蘇明堂,閉迴路微步進馬達驅動技術,交大碩士論文,1988
[10]http://www.grating.lab.com/library/handbook.asp
[11]http://www.spectroscopymag.com
[12]http://www.isainc.com/OSD/OOS/OOS.htm
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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