( 软件安装方法请见“注意事项”第6项) 3.实验第一项,万用表测量。
(1)将万用表接在仪器的电压输出端,将三个长度不等的蓝色长方体按图示顺序依次放入载物托上,用激光穿射蓝色长方体平滑面,每穿射一次从万用表上读取一次电压值,并将数据填写到相应的文本框中。 (2)用游标卡尺测量三个蓝色长方体的长度,将其输入相应的文本框。根据Lambert定律自行推导μ值并填入文本框。
(3)填写实验报告,并用计算机验证计算结果。如有错误,按计算机提示进行更正。本项实验结束返回主窗体。 4.实验第二项,自动测量。
(1)将三个长度不等的蓝色长方体按图示要求放入载物托上,用激光穿射蓝色长方体平滑面,每穿射一次用计算机进行采集电压值,并将数据自动保存到相应的文本框中。
(2)用游标卡尺测量三个蓝色长方体的长度,输入相应的文本框,点“运算”,由计算机给出μ值,进行校验数据,如有错误请重新采集数据。 本项实验结束返回主窗体。 5. 实验第三项,灰度的认识。
图示为默认的灰度,使用者可自行在文本框中输入0-255的整数,即可出现相应的灰度,按住鼠标左键可任意移动灰度框,可以比较两个相近的灰度是否能被人眼区分。回答问题并写实验报告,本项实验结束返回主窗体。 6. 实验第四项,迭代法测CT值。(鼠标移到每步时会弹出说明对话框)
(1) 将四方块放置在载物托上,按图示的四条光路进行数据采集,
第五次不穿过任何物体进行采集,由计算机读入数据。
(2) 点选“自动计算μ值”,由计算机根据前一步采集的数据计算四
种介质的μ值。
(3) 点选“自动计算CT值”,将四种介质μ值转化为相应的CT值。 (4) 前几步准确无误后即可重建四方块的灰度图象。按要求回答问
题并填写实验报告,本项实验结束返回主窗体。
7. 实验第五项,窗宽窗位的认识。
(1)先看窗宽窗位说明,将前次实验的A,B,C,D四种介质的CT
值输入文本框,再次重建图象。
(2)右图为人体各组织的CT值分布图,调节左侧的窗宽滚动条或窗位滚动条可以观察重建图象的灰度变化,窗宽和窗位的变化情况也可直接反映在右图中,这样可以更加容易理解窗宽和窗位的概念。
(3)本项实验中有临床CT图实例,可根据它来理解窗宽和窗位在识别CT图中的作用。点击“实例说明”进入,此时出现两个界面,上面是“实例说明注解”,下面是名为“ezDICOM”的程序界面。根据提示进行实例操作。
(4)按要求回答问题并填写实验报告,本项实验结束,返回主窗体。 8.实验第六项,16个体素单元的图像重建。
(1)用若干个八面体在载物台上任意摆放某一图形。进行电压校准,分别采集无八面体,一个八面体,两个八面体,三个八面体穿射时的电压值,计算其平均参考电压值。
(2)左上侧为进行22次测量的方位标志图,必须按给出的测量前后顺序对八面体进行22次的电压采集,类似于真正CT对人体进行扫描,采集的电压及穿过的八面体个数分别显示在右上侧的文本框中。
(3)采集完毕后,进行图象重建,如实验过程中操作无误,即可获得正确的重建图象。本项实验结束,返回主窗体。
六.注意事项
1. 开机前应检查仪器是否正常。 2. 开机待机5分钟后再进行实验。
3. 激光照射待测物有一定的反射,反射回来的光束要对准激光器发射中心。 4. 做灰度认识实验前先将显示器的亮度和对比度均调整到50%。 5. 本仪器采集电压范围为0V~5V,由于四方块和八面体的工艺问题,激 光照射后有部分散色光或反色光,导致在实验过程中采集电压过大,此时需要请重新采集数据。
6.软件安装步骤:打开光盘上的“模拟CT实验仪”安装包,点击“模拟CT
实验仪.exe”,按默认路径安装,安装结束后,运行“开始”菜单里的“模拟CT实验”,即可进入软件主界面。
7.多媒体软件安装步骤:打开光盘上的“模拟CT多媒体安装包”,点击“模拟CT多媒体.exe”,按默认路径安装,结束后,将“C:\\Program Files\\模拟
CT多媒体文件” 中的“ 模拟CT”文件夹拷贝在C盘目录下,即可结束安装。
8.实验结束后请退出操作界面后再关闭仪器。
9. 实验中若需要保存实验结果,请点击“保存数据”按钮,当前界面会自
动保存在计算机的E盘目录下,此实验数据可供查阅和打印。
七.附件:
硅光电池基本特性研究
光电池又称光伏电池。光电池的种类较多,如硒光电池,氧化亚铜光电池,硫化铊光电池,锗光电池,硅光电池,砷化镓光电池等。其中硅光电池具有较多的优点,如性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、能量转换效率高、结构简单、重量轻、寿命长、价格便宜、使用方便,因而得到广泛应用。硅光电池可以用作光信号探测器(光电传感器),在光电转换、自动控制和计算机输入和输出等现代化科学技术中发挥重要作用。另一方面硅光电池可将太阳能转换成电能,如果把许多硅光电池科学地串联或并联起来,可以建成太阳能发电站,为人类更有效地利用太阳能开辟新道路。 实验原理: 在P型硅片上扩散一层极薄的N型层,形成PN结,再在该硅片的上下两面各制一个电极(其中光照面的电极成“梳状”,并在整个光照面镀上增透膜,利于光的入射。),这样构成了硅光电池,如图一所示。 负极增透膜N型PN结P型正极图一 硅光电池的结构及符号当光照射在硅光电池的光照面上时,若入射光子能量大于硅的能隙时,光子能量将被半导体吸收,产生电子-空穴对。它们在运动中一部分重新复合,其余部分在到达PN结附近时受PN结内电场的作用,空穴向P区迁移,使P区显示正
电性,电子向N区迁移,使N区带负电,因此在PN结上产生了电动势。如果在硅光电池两端连接电阻,回路内就形成电流,这是硅光电池发生光电转换的原理。
硅光电池(以下简称光电池)的简化等效电路如图二所示。
1.在无光照时,光(生)电流Iph?0,光电池可以简化为二极管(图三)。根据半导体理论,流经二极管的电流Id与其两端电压的关系符合以下经验公式 式中?和I0是常数。 Id?I?I0e?V?1?? (1) IdIphIphI+V-图二 光电池简化等效电路图三 光电池等效为二极管2.有光照时,Iph>0,光电池端电压与电流的关系为: I?Id?Iph?I0e?V?1?Iph?? (2) 由(2),可以得到以下结论: ① 当外电路短路时,短路电流Isc??Iph1,光电流全部流向外电路。 Voc?② 当外电路开路时,开路电压
?Iph??1?Isc?ln??1?Voc?ln??1???I???I0??,?0?,即开路电压Voc与短路电流Isc满足对数关系;如果Isc与光通量(或照度)有线性关系,则Voc与光通量就符合对数关系。
由于二极管的分流作用,负载电阻愈大,光电池的输出电流愈小,实验可以证明这时输出电压却愈大,因此要从光电池获取最大功率,负载电阻要取恰当值。
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