面阵CCD直读光谱仪数据采集技术研究(2)

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4 数据拟合原理及实现 17

4.1 光谱定量分析原理 17

4.1.1 谱线强度与试样浓度的关系 17

4.1.2 内标法和分析线对 17

4.1.3 光电光谱定量关系式 18

4.1.4 标准试样法 19

4.2 最小二乘法原理 19

4.3 多项式拟合 20

4.4 高斯消去法求解线性多元方程组 21

4.5 编程实现 25

4.5.1 界面结构分布 25

4.5.2 程序设计思路 28

4.5.3 拟合结果 30

结论 32

致谢 33

参考文献 34

1 绪论

1.1 课题的背景和意义

光波是由原子内部运动的电子产生的，各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科,即光谱学。因此，光谱分析成为物质结构领域分析的重要方法。

光电直读光谱仪具有高分辨率、高灵敏度、快分析速度、少试样量、小仪器体积、更牢固无故障结构的优点，成为定性、定量分析光谱的通用仪器。在二十世纪五十年代跳出了科学实验的范畴成为广泛应用的分析检测手段以后，得到了快速的发展，成为现代科技必不可少的精密检测和分析手段，为航空航、天现代天文学、分子生物学、现代医学、环境和生态等新科技的建立和发展提供了坚实的基础。

近年来，随着生物医学、科技农业等民用领域的需求，光谱仪越来越向着小型化、低成本化发展，迎来了发展的高速期。进入新世纪，在科技和经济全球化、社会和军事发展跨国界化的新发展形势下，为了在科技发展领先、经济发展超前、社会和军事发展、反恐和民族自卫、人民健康安全、全球环境和生态保护以及全球资源竞争和替代等等全球大课题方面，得以持续快速发展。光谱仪器事业的持续发展又成为各国争相竞争的前沿。

随着计算机技术的发展，电子技术的进步，电子计算机的小型化及微处理器的出现、普及等原因，光谱仪实现了计算机控制，对分析结果的数据处理及和分析自动化实现自动控制。串口通信作为光谱仪与计算机实时数据传输的方式得到广泛应用，其中利用dll动态链接库实现串口通信的方法，由于其编程简单、可靠性强的优点受到关注。本课题将致力于直读光谱仪的数据采集系统研究，重点做探测器选择、数据采集及处理等方面的工作。

1.2 本课题的国内外现状

1.2.1 直读光谱仪的研究现状

1.2.2 直读光谱仪中数据采集系统的研究现状

1.3 课题的目标

虽然每个企业或者科研单位在研制直读光谱仪时，已经开发出自己编写的光谱数据自动读取软件，使用者只要按照说明书对采集软件和CCD驱动程序进行正确的安装，就能实现光谱数据的采集。一般情况下采集软件兼备数据处理功能，因此对使用者来说非常方便。但作为课题研究者来说，希望能够调用二次开发包中的已经将自定义的串口函数封装的动态链接库.dll格式文件,实现光谱仪的数据采集和与计算机之间的数据传输，并进一步进行简单的数据处理。具体的功能如下：