等厚干涉实验远程测控系统

发布时间：2024-04-24 00:39

　　传统实验室的实验资源因不能实现远程操作,不能解决全方位开放问题。常规的牛顿环直径测量方法消耗的时间长、测量误差大且易导致眼睛疲劳,本文选用等厚干涉实验作为研究对象,设计了一种基于网络的具有可控性、可视性以及数据计算功能的等厚干涉实验远程测控系统。本课题的主要研究内容如下:(1)牛顿环暗纹直径自动测量方法研究。为避免由于测量级数少导致精度低,同时最大化的模拟传统实验步骤,通过将牛顿环中心位于视野左、右端时的两张图片进行灰度化、滤波、二值化及暗纹特征提取,然后根据两张图片对应的移动距离测量出多级牛顿环暗纹直径包含的像素个数,最后根据定标比例系数算出对应的真实直径。(2)等厚干涉实验远程操作研究。为解决远程观察中实验环境的远程监视以及牛顿环图像的采集的问题,通过MJPG-streamer流媒体服务器将摄像头采集实验平台及牛顿环图像实时传输到网页端显示。为解决远程操作中实时性、可靠性和方便操作的问题,研究带有反馈机制的步进电机闭环控制方法,通过远程控制步进电机对实验仪器进行操作控制,来模拟实验人员手动旋转读数显微镜上的旋钮,并通过MQTT通信协议来实现实验数据和控制命令的远程交互,来实现实验的...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１等厚干涉实验装置结构图??牛顿环仪器是将一块曲率半径比较大的平凸透镜的凸面和一块光学玻璃平板（平晶）??

光的等厚干涉原理及现象的基础验证性实验，在大学物理实验教学中起着重要作用。??２．１等厚干涉实验原理??实验室使用的牛顿环实验仪器如图２．１所示。??ｒ??８．?§?ｉ?ｐ－?４－?—?Ｉ??１?ｉｐＭＭｉ?５?’，ｉ??Ｌ?？??卜目镜；２－调焦手轮；３＿物镜；４－４５°玻璃片....

图２．?２牛顿环仪及其干涉图样??．？

＿？??图２．?２牛顿环仪及其干涉图样??在图２．２中，透镜的曲率半径为及，第Ａ级干涉圆条纹对应的半径为／？、空气层厚??度为三者的几何关系为：??Ｒ２＝｛Ｒ－ｄｆ＋ｒｋ２?（２．１）??两相干光线的光程差为：??ＡＬ?＝?２Ｊ?＋?｜?（２．２）??式中Ａ是光线从光疏介质进入到....

图２．４二值化效果图??

（ｂ）中值滤波图像?（ｃ）双边滤波图像??图２．３滤波效果图??通过观察比较上面图片效果：与中值滤波相比，双边滤波更接近原图，边缘细节也??能很好的保留。因此本文选择使用双边滤波。??（３）图像二值化??二值图像由于计算量小，并且图中目标和背景对比明显，有利于后续对图像的关键??....

图２．６系统整体框架图??总体设计流程如下：处理器接收到远程端的测控命令后，启动摄像头捕捉读数显微??

??ＭＱＴＴ通信协议的工作原理如图２－５所示。首先客户端通过ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ向服务器订阅某个??话题，表示只接收订阅话题的信息；然后一个客户端通过ｐｕｂｌｉｓｈ往服务器上这个话题??发布信息；之后服务器把这个话题的信息转发到订阅了此话题的客户端。??ＭＱＴＴ客户端１????—?....

本文编号：3962978