光电传感器实验报告

了解光电传感器测距的特性曲线；掌握LEGO基本模型的搭建；熟练掌握ROBOLAB软件；器紧贴红板.以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集.绘制出时间－光强曲线.推导出位移－光强曲线及方程。编写程序流程图并写出程序下所示： 2)用ROBOLAB编写上述程序。3)将小车与电脑用USB数据线连接.并打开NXT的电源。点击ROBOLAB的RUN按钮传送程序。4)取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放.并在桌面平面与纸板垂直方向放置直尺.记录小车行走的位移。5)将小车的光电传感器紧贴红板放置.用电脑或NXT的红色按钮启动小车.光强信号的采样。从直尺上读取小车的位移。6)待小车发出音乐后.点击ROBOLAB的数据采集按钮.进行数据采集.将数入红色容器。共进行四次数据采集。7)点击ROBOLAB的计算按钮.分别对四次采集的数据进行同时显示、平均和线处理。8)利用数据处理结果及图表.得出时间同光强的对应关系。再利用小车位移同时间的关系（近似为匀速直线运动）推导出小车位移同光强的关达式。a)采样次数设为24.采样间隔为0.05s.共运行1.2s。采得数据如下所示。 c)对上述平均值曲线进行线性拟合.得到的光强与时间的线性拟合函数： d)取四次实验小车位移的平均值.根据时间与光强的拟合函数求取距离与的拟合函数：量取位移为4.5cm.用时1.2s.得：x=3.75×t;光强与位移的关系为：y=-6.73649547×x+56.524457

e)通过观测上图及导出的光强位移函数可知.光电传感器在短距离里内对。故只能用于短距离测控。光电传感器对环境光较为敏感.故应采用一定的遮光措施.使环境尽量的.源.限度的减少环境光对实验的不利影响。小车在行进之中.并不能保证轨迹完全与红板垂直.可以采取固定后轮的方式.小车直线运动。.在同等条件下.反射光强曲线较陡。由于线性区域很窄.故只用低速档并可以考虑采用齿轮减速机构.使速度尽量的慢到较为理想的曲线。....差。另.最后实验也为下次实验提供了理论支撑和相关数据的确定。 传感应用利用光感的局部线性特征进行测距的方法小车由出发点向障碍物方向匀速行进.距离3CM、2CM、1CM时各停止5达各目标位置的实际位置。重复实验三次并记录相关数据。编写程序流程图并写出程序下所示：

1)搭建小车模型.参考附录步骤或自行设计(创新可加分。2)用ROBOLAB编写上述程序(控制阈值需要修改)。3)将小车与电脑用USB数据线连接.并打开NXT的电源。点击ROBOLAB的RUN按钮下载程序。4)取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放.并在桌面平面与纸板垂直方向放置直尺.记录小车与红板之间的距离。.启动小车。每逢小车停顿.尺上读取小车的位移。重复三次。a)利用上次实验推导出光强与位移的方程：y=-6.73649547×x+56.524457得出：x=1cm时, y=49.8611≈50 y=43.16889≈43; y=36.46665≈36;b)利用上述数据进行程序设置.虽然小车能够按要求在不同的距离停顿.但本身就存在误差.再加上环境的影响.实现起来有较大的误差。 c)记录的实验数据：

d)为更好的进行程序调试.故改进程序如下.加入光电感应器的数据采集：e)运行程序得到下图： 中.停顿位置的实际光强值比预设的大。而在回程中.停顿位置的光强值比我们预设的小.故可以推测由于小车的惯性及电机自身的因素.产生了控制误差。另外.我们可以从图表中读出停顿位置的实际光强值.故可以根据现场情况.调整控制阈值到较好的控制效果。g)根据现场情况调整控制阈值后的记录表格：h)调整控制阈值后采集的数据：i)根据上图可以发现.小车实际停顿位置的光强值为34.39.47。将这些数据代入上次实验得出的方程.发现处在这些光强之下的位移都比预计值大.说明上一个实验得出的方程存在误差.把一开始的加速运动简化为匀线运动处理所产生的。 光电传感器对环境光较为敏感.故应采用一定的遮光措施.使环境尽量的.自身光源.限度的减少环境光对实验的不利影响。小车在行进之中.并不能保证轨迹完全与红板垂直.可以采取固定后轮的方式.车直线运动。.条件下.的反射光强曲线较陡。由于控制的位移很小.故尽量采用低速档及齿轮减速机构.使速度尽量的慢。另外一开始摆放的距离也不宜太大.尽量减小惯性.才能得到较为精控制。读取直尺数值时尽量保持以垂直桌面的角度.减小误差。..拟和的位移－光强曲线函数虽然实现不同距离停顿的功能.但与预定值有着较大的误