[实用新型]一种智能牛顿环测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及大学物理教学仪器，具体为一种智能牛顿环测量仪。

背景技术

目前大部分大学都开设了牛顿环和劈尖等厚干涉实验，实验内容通常包括“用牛顿环法测量透镜的曲率半径”和“用劈尖干涉法测量薄片的厚度”两部分，实验方法大都是直接用读数显微镜观测或比读数显微镜大得多的测量装置来进行牛顿环或劈尖等厚干涉条纹实验，该方法物理概念清晰。但老式牛顿环测量仪存在以下问题：

1、体积大而笨重，占满整个实验台，不利于学生做实验；

2、维修不方便，耗电大，成本高；

3、不智能化，没有数据处理功能，读数不直观，不符合现代教学要求；

4、不便于携带。

现有专利文件“一种新型光电等厚干涉实验仪”(申请号：CN03248152.7)公开了一种能够在监视器屏幕上对干涉条纹图象进行观察、用电测量方法对干涉条纹间距进行测量的实验仪。其存在以下不足：(1)此方案主机采用计数器、分频器、译码器、7段数码管、变压器、78XX系列稳压电源几十块集成电路芯片，再加上一些辅助闸门电路和散热片以及风扇，这就产生了仪器体积庞大、功耗加大、不方便改变电路的弊端。(2)此方案的显示采用CRT大头显示器，体积庞大，且需要外部行场同步信号来稳定图像信号；耗电大(几百瓦)，有X射线辐射，对人体健康不利，影响做实验；(3)此方案对于主机和辅助设备的接线众多，且对于接线有专门的要求，不符合简易的原则。

现有专利文件“可同步观察透射与反射牛顿环的实验装置”(公开号：CN201974994)公开了一种可同步观察透射与反射牛顿环的实验装置，但是无对干涉环的图像进行测量的功能。

现有专利文件“一种牛顿环数字化放大显示系统”(公开号：CN102681160)公开了一种牛顿环数字化放大显示系统，但是系统中无对干涉环的图像进行测量的功能。

因此，有必要设计一种能克服上述缺陷的牛顿环测量仪。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种智能牛顿环测量仪，能够对牛顿环图像进行测量，且体积小，结构简单，耗电低。

本实用新型所提供的技术方案为：

一种智能牛顿环测量仪，包括同步信号分离电路、闸门电路、测量线产生电路、单片机、第一显示器和第二显示器；

所述同步信号分离电路的功能是把视频信号的行同步信号从视频信号中分离出来，其输入端接入CCD摄像头拍摄到的牛顿环条纹产生装置产生的牛顿环的视频信号，输出端得到分离的行同步脉冲信号；

所述闸门电路包括两个单稳态延时电路；

同步信号分离电路的输出端连接两个单稳态延时电路的触发端；两个单稳态延时电路的RC时间常数不同，输出信号的脉冲宽度不一样；

两个单稳态延时电路的输出端分别连接单片机的两个外部中断引脚接口，用于控制单片机中定时器的开启和关闭；单片机的输出端连接第二显示器，用于显示单片机中定时器的计数；

两个单稳态延时电路的输出端还分别接入测量线产生电路，测量线产生电路的输出端连接至第一显示器。

所述测量线产生电路包括电阻R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、电容C16、C17、电解电容C23、C24、二极管D6、D7以及PNP型三极管Q3和Q4；

第一单稳态延时电路的输出端依次经电容C16、二极管D7的负极、正极和电阻R19接三极管Q4的基极；第二单稳态延时电路的输出端依次经电容C17、二极管D6的负极、正极和电阻R20接三极管Q3的基极；电源VCC分别经电阻R17和R18接二极管D7和D6的负极；

Q3的基极经电阻R21接电源VCC，经电阻R22接电源地；Q3的发射极接电源VCC，Q3的集电极通过电解电容C23连接至第一显示器，并经电阻R23接电源地。

Q4的的基极经电阻R24接电源VCC，经电阻R25接电源地；Q4的发射极接电源VCC，Q4的集电极通过电解电容C24连接至第一显示器，并经电阻R26接电源地。

所述两个单稳态延时电路采用内部集成有两个NE555时基电路的NE556芯片；第一NE555时基电路的放电端和阈值端相连，并经电位器W1和电阻R15连接电源VCC；第二NE555时基电路的放电端和阈值端相连，并经电位器W2和电阻R16连接电源VCC。通过调节电位器W1和电位器W2就可以调节两个单稳态延时电路的输出脉冲占空比。