[发明专利]一种基于WIFI的迈克尔逊干涉仪自动检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进型的物理教学实验仪器，具体涉及一种基于WIFI的迈克尔逊干涉仪自动检测装置。

背景技术

迈克尔逊干涉仪测激光波长实验在大学物理实验中占有重要地位，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。由于干涉条纹需要在很稳定的环境中连续变化，不允许有任何震动和干扰，要求精心细致地一边转动手轮，一边记录条纹变化数量，稍有不慎就会有多计或者漏计等现象发生，给实验带来误差。在此实验中实验者要目不转睛地紧盯着观测屏，记录干涉条纹变化次数，这样易造成视觉疲劳。为了减少测量误差，分多组测量条纹数等数据，就会使操作繁琐耗时，对眼睛造成一定程度的损伤。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。

因此，为了方便实验，提高波长测量的精度，在原迈克尔逊干涉仪的基础上设计了一套结构简单的装置。该装置不仅减少了实验者的手工化劳动强度，节省实验时间，减少了眼睛观察明暗条纹的疲劳感和激光对眼睛的伤害，同时不影响学生对实验干涉原理的理解，使实验的计数和波长的测量自动化，更加准确。

发明内容

技术问题：针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于WIFI技术的迈克尔逊干涉仪自动检测装置，能够自动检测并记录由激光产生的干涉条纹明暗变化次数，并实时把数据上传到PC端的软件上。使实验的计数和波长的测量自动化，更加准确。

技术方案：本发明的基于WIFI技术的迈克尔逊干涉仪自动检测装置，包括光敏传感模块、旋转编码器、单片机处理显示模块和无线通信模块。光敏传感模块安装在光电传感探头中，光电传感探头准对且迎面安装在迈克尔逊干涉仪的观察屏前，通过信号线与单片机处理显示模块相连。旋转编码器通过联轴器固定在迈克尔逊干涉仪的微调转轮上，通过信号线与单片机处理显示模块相连。按键单元、液晶显示屏分别通过导线与单片机处理器相连。无线通信模块通过串口与单片机处理显示模块相连，然后通过工业级串口转WIFI模块转化为WIFI信号传输到网关，网关将数据传输到PC端软件。

所述的光敏传感模块安装在光电传感探头中，光电传感探头准对且迎面安装在迈克尔逊干涉仪的观察屏前，用以探测干涉圆环圆心处光强的变化，采集干涉条纹。

所述的旋转编码器通过联轴器固定在迈克尔逊干涉仪的微调转轮上，用以得出动镜移动的距离。

所述单片机处理显示模块用以对接收到的数据进行处理，并将处理的数据通过无线通信模块传输到软件上。

本发明中，所述的光敏传感单元采集变化的干涉条纹，干涉圆环中心的每一次明暗变化将被转换为一个电脉冲，当实验者转动微调转轮时，角位移编码器随之转动，产生脉冲信号，由所述的单片机处理模块采集处理，设计程序计算出动镜移动的距离，得出波长，然后通过液晶显示屏显示，最后所述的单片机处理模块对采集的实验数据进行分析、处理，编码压缩成数据流，由所述的无线通信模块通过所述的无线通信网络将数据流传输给所述的PC端软件，所述的PC端软件将迈克尔逊干涉仪测激光波长实验的实验数据实时显示在软件上，摆脱空间上的束缚，方便老师监督和检查，便于与学生们共同研究分析。

本发明中，无线通信模块通过无线网络实时地将采集的实验数据发送给所述的PC端软件，使得实验可以很大程度得解决空间上带来的限制。实时无线通信功能允许实验人员进行即时讨论，使得实验进展更便利，互动性更高。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、提出在迈克尔逊干涉条纹计数系统中加入无线通信思想。设计基于WIFI和PC平台的远程软件，通过单片机无线通信模块与PC机进行通信，实现对实验设备的远程测控。摆脱空间上的束缚，多种数据呈现方式，使物理实验更加具有多样性。

2、采用光敏传感模块，对实验仪器周围的光强进行定标，设置一个标准值。开始计数时，光强在此值周围都可正常计数。如果脱离标准值过多，则不计入实验数据。从而摆脱了环境因素的影响，提高测试精确度。装置简单，效率比较高，减轻实验人员的视觉疲劳。

3、我们不仅采用了基于单片机的迈克尔逊干涉仪自动检测装置，还保留了读数装置，可以锻炼学生的基本读数能力。节约出大量时间可用于学生对物理原理的理解、掌握，利于学生在今后物理学领域进一步深造。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图2为本发明阀值比较电路示意图。

图3为本发明软件流程图。

表1为本发明测量数据表。