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元器件与应用
孙等:基于单片机测蚤空气折射率
基于单片机测量空气折射率
孙琳琳,张立
(北京林业大学理学院,北京100083)
摘要:空气折射率的刚定在众多应用领城有着重要的作用,为了能够准碘、快速地测量出空气折射率,提出在 Edlen
经验公式的基础上,利用抗干扰能力较强的单片机系統,结合测量粉度较高的温湿度传感器,构成基于学片机系统以空气中
的温度、相对湿度、大气压力为参数的测定空气折射率的新的试验方法。在硬件器件测量勅度較高的前提下,结合软件程序
的控制与补偿,在Edln经验公式的理论上实现刚量粉度达士5×10-及便、快速的测量空气折射率的目的。
关键词:空气折射率;情感器;温度;相对湿度」气压; Edlen公式
中阳分类号:TN919-34;TP212,9
文献标识玛:A
文章编号:1004-373X(2010)22-0166-02
Measurement of Air Refractive Index Based on Single-chip Microcomputer
SUN Lin-lin, ZHANG Li
College of Science, Beijing Forentry University, Beijing 100083, China)
Abstract: The measurement of air refractive index plays an important role in many fields. In order to accurately and
quickly measure the air refractive index, a new method of calculating the air refractive index is parametrized by air tempera-
ture, humidity and atmospheric pressure based on SCM system, constructed, which uses SCM system with strong anti-inter-
ference ability and temperature and humidity sensors with high measurement accuracy based on the Edlen empirical formula
In the condition of high precision of hardware device measurement, the measurement accuracy is 5 X 10 based on the theo
ry of Edlen empirical formula through combining the control and compensation of software program, the convenient and fast
measurement of air refractive index are fulfilled
Keywords: air refractive indexs sensor, temperature, relative humidity pressure Edlen formula
引言
2 Edlen经验公式简介
空气折射率是表征介质光学特性的物理量,其值的2.1 Elden经验公式的由来
测定是光学中的重要问题。在介质分析和许多科研部
1965年 Bengt Edlen把 Barrel和 Starr的实验结
门中都会遇到空气折射率的测量问题,如:高温物体周果与 Lorenz- Lorentz公式推导出来的结果统一起来,
围温度场分布的测量、风洞气流图样绘制、飞行器的空给出了气压为13300~107000Pa、温度为5~30℃都
气动力学分析等以。所以,能够准确、快速地測量出空适用的一组公式。在氯氖激光器波长A=
气折射率是非常重要。为此利用单片机系统集成度高、0.6328gm的情况下,这组公式为
传感器的测量精度好等特点,提出在Eden经验公式的
基础,以空气中的温度、相对湿度、大气压力为参数,测
(n-1).P9608545
量空气折射率的新方法
1+10-8(0.613-0.00998z)P
(1+0.0036610t)
1设计思想
式中:P为实测的大气压强(Pa);t为实测的空气温度
基于单片机系统的控制,利用高精度的温湿度传慮(℃);れP为标准空气的折射率;,为标准空气在1个
标准大气压和15℃时的折射率
器和压力传感器,分别对空气的温度、相对湿度和压力
进行测量,并以它们为参数,带入到 Edlen公式最终计
由下式给出(ァー1)。的表达式:
算出空气折射率?。
n-1),X10°=lp=1m-c,=30m=8342.13+
2406030(130一a2)1+15997(38.9-2)1
式中为光在真空中的波数(m-1)。
收稿日期:201005-13
式(1),式(2)所适用的标准空气定义为:空气组成
基金项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助(YX2010-12)
为干燥空气,其成分为,78.09%的氮气、20.93%的氧
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万方数据