[实用新型]一种用于迈克尔逊干涉仪的干涉条纹自动计数装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理教学实验仪器领域，具体涉及一种用于迈克尔逊干涉仪的干涉条纹自动计数装置。

背景技术

使用迈克尔逊干涉仪测激光波长实验是大学物理实验中一个重要实验项目，实验中的关键要读出光的干涉条纹的数量，要求连续数几百个“冒出”或“缩进”的干涉条纹，在做实验的时候因长时间用眼紧紧盯住细小的干涉条纹进行计数相当吃力，而且有时因眼睛疲劳容易发生计数错误，导致较大的实验误差。而且，同一台迈克尔逊干涉仪由不同的人操作或由同一个人不同次操作，最终数出的干涉条纹数可能相差很大，甚至需要重做，综上所述，现有技术对于迈克尔逊干涉仪的干涉条纹的计数既费时又费力，效率非常低下而且容易出错。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种计数准确度高、抗干扰性强、计数效率高的用于迈克尔逊干涉仪的干涉条纹自动计数装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于迈克尔逊干涉仪的干涉条纹自动计数装置，包括主机箱，所述主机箱内设有主控电路板和用于为主控电路板供电的电源电路板，所述主机箱上设有电源开关、电源插座、金属软管、按键单元和液晶显示屏，所述主控电路板上设有依次相连的前端放大电路、50Hz光源滤波电路、模数转换电路、微处理器；所述电源开关、电源插座分别通过导线与电源电路板相连，所述金属软管的端部设有光电传感器，所述光电传感器的输出端通过设于金属软管内的电缆与前端放大电路相连；所述按键单元、液晶显示屏分别通过导线与微处理器相连。

作为本实用新型上述技术方案的进一步改进：

所述50Hz光源滤波电路为截止频率为30Hz、带内波动为1dB、阻带抑制度为30dB的低通有源滤波电路。

所述主控电路板还包括声音提示电路，所述声音提示电路与微处理器的输出端相连。

所述主机箱上还设有用于指示电源通电状态的电源指示灯，所述电源指示灯与主控电路板相连。

所述电源电路板上设有依次相连的变压器、整流桥和稳压电路，所述变压器分别通过导线与电源开关、电源插座相连，所述稳压电路通过导线与主控电路板相连。

本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型主机箱上设有电源开关、电源插座、金属软管、按键单元和液晶显示屏，主控电路板上设有依次相连的前端放大电路、50Hz光源滤波电路、模数转换电路、微处理器；金属软管的端部设有光电传感器，光电传感器的输出端通过设于金属软管内的电缆与前端放大电路相连，本实用新型通过光电传感器能够采集干涉条纹并输出的模拟电压信号，将模拟电压信号过滤除去50Hz的人工照明装置光源干扰信号并转换为数字电压信号，将数字电压信号进行二值化处理转换为高电平或低电平，当检测到数字电压信号从低电平向高电平跳变时，将干涉条纹计数值加1并输出，能够实现对迈克尔逊干涉仪的干涉条纹自动计数，在检测到数字电压信号从低电平向高电平跳变时将干涉条纹计数值加1并输出，能够准确地将条纹的数量予以统计并实时输出供使用者观察，这样不仅可以使实验手段更加科学化，数据更加准确直观，而且可以减少实验人员的工作量，使之腾出更多的时间去观察光的干涉现象和分析计算实验得出的数据，经试验比人眼观察效率高出4～5倍，具有计数准确度高、抗干扰性强、计数效率高的优点。

2、本实用新型针对迈克尔逊干涉仪实验场地可能会存在日光灯、白炽灯等人工照明装置的情况，由于市电频率为50Hz，所以上述光源对光电传感器存在50Hz的干扰，而迈克尔逊干涉仪由使用者手工操作(使用者手工旋转迈克尔逊干涉仪的鼓轮)时经测试发现干涉条纹冒出(缩进)的频率不会超过20Hz，因此本实用新型针对读取迈克尔逊干涉仪产生干涉条纹时存在50Hz的干扰的特点，在前端放大电路、模数转换电路之间增加50Hz光源滤波电路，通过将模拟电压信号过滤除去50Hz的人工照明装置光源干扰信号并转换为数字电压信号，能够消除50Hz工频和环境光干扰，而不对干涉条纹信息产生影响，大大拓宽了迈克尔逊干涉仪的干涉条纹自动计数装置的使用环境。

3、本实用新型通过微处理器将数字电压信号进行二值化处理转换为高电平或低电平，当检测到数字电压信号从低电平向高电平跳变时，将干涉条纹计数值加1，二值化处理的方式相对传统计数器的采用施密特触发器整形的方法而言，微处理器能够根据实验需要调节二值化的阈值以便对二值化处理的结果进行进一步的分析和优化，具有很高的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的方法流程示意图。

图2为本实用新型实施例的装置立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例中主机箱的内部剖视结构示意图。