[发明专利]红外分光仪信号漂移误差跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号漂移误差跟踪系统，具体涉及一种红外分光仪信号漂移误差跟踪系统。

背景技术

红外光经光电传感器检测，其输出信号非常微弱，需要经过多级前置放大后，才能达到A/ D 转换器所要求的标准电压。由于前置放大器的性能受到器件本身、环境温度等影响，容易形成各种误差，采用相关滤波电路及数字滤波方法可以克服高低频干扰，但有一种随时间变化的信号平行漂移误差，上述方法却很难解决，从而影响测量仪器的精度。

发明内容

本发明提供一种红外分光仪信号漂移误差跟踪系统，其解决了随时间变化的信号平行漂移误差的自动跟踪，增加了测量仪器的精度。

本发明的技术解决方案是：

一种红外分光仪信号漂移误差跟踪系统，包括CPU 控制单元，与CPU 控制单元连接的A/ D 转换器、步进电机及驱动装置、光电开关以及存储器及通讯接口，其特殊之处在于：所述调制成频率为800Hz 的光信号，一路进入分析室，另一路作为参考光源，由光切换盘选择后进入光传感器，经前置放大、A/ D 转换后由CPU 控制单元进行采样；所述CPU 控制步进电机及驱动装置以产生不同波长的光信号，其波长起点由光电开关T1 定位，各波长点通过步数进行控制，另一台步进电机及驱动装置则控制光切换盘来选择样品光或参考光，其初始位置由光电开关T2 进行定位。

上述A/ D 转换器采用12 位高速A/ D 转换器MAX197，对前放输出的800Hz 交流信号直接采样；其转换时间为6us，采用单5V 供电。

上述步进电机及驱动装置采用25BY4803，步距为7.50，其控制器为4HB0lB。

上述光电开关采用3 个STl35 对射式槽形光电开关分别进行步进电机定位及同步信号获取。

上述存储器及通讯接口用于存储数据及将处理好的数据传送到主机进行显示、分析、打印。

本发明的优点在于：解决了随时间变化的信号平行漂移误差的自动跟踪，增加了测量仪器的精度。

附图说明

图1为本发明结构原理框图。

具体实施方式

    参见图1，光源经旋转的切光片调制成频率为800Hz 的光信号，一路进入分析室，另一路作为参考光源，由光切换盘选择后进入光传感器，经前置放大、A/ D 转换后由CPU 控制单元进行采样。在分析室中，CPU 控制步进电机及驱动装置以产生不同波长的光信号，其波长起点由光电开关T1 定位，各波长点通过步数进行控制，另一台步进电机则控制光切换盘来选择样品光或参考光，其初始位置由光电开关T2 进行定位。

采样处理方法

锁相

由于光敏元件容易受散光影响，从而产生虚假干扰信号，在采样时采用锁相方法确定信号每个周波的起点，可以保证采样点重复性并有利于抑制干扰。光源进入分析室前被切光片所调制，频率为800Hz，同时切光片又切过槽形光电开关，得到一个与测量信号频率完全一致的同步脉冲。CPU 进行数据采样时，以锁相同步信号作为采样的起点，从而确保每个周波内采样点位置的一致性。

限幅滤波

除了在硬件上使用有源带通滤波器之外，CPU还利用数字滤波进行数据处理。通过限幅滤波能有效克服采样信号受随机干扰而引起的大幅度跳码。

软件部分：主要通过步进电机控制波长扫描和光路切换，完成数据采样及数据处理。