数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，所述系统包括微调手轮驱动装置、干涉环测量装置、控制数显主机、迈克尔逊干涉仪以及干涉条纹观测屏；所述微调手轮驱动装置将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住，带动微调手轮同步转动，使迈克尔逊干涉仪的动镜前进或后退；所述干涉环测量装置设置在干涉条纹观测屏上，并与微调手轮驱动装置连接；所述控制数显主机与微调手轮驱动装置连接。本实用新型专利技术系统结构精巧、合理，使用方便，满足了迈克尔逊干涉仪工作时的平稳运行的要求，保证了迈克尔逊干涉仪的测量精度，具有在同类产品中使用更广泛、性价比更高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种干涉仪自动化测量系统，尤其是一种数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，属于精密光学仪器、机械自动化、电子和传感领域。
技术介绍
迈克尔逊干涉仪的传统测量方法是转动微调手轮驱动仪器的动镜位移从而改变干涉光的光程差使等倾干涉的圆环形条纹产生不断从中心“吐出”或向中心“吞进”现象，通过记录干涉的圆环形条纹的吞吐变化次数和相应移动动镜的位移量，并且通过复杂的逐差法等数据处理才能得出测量结果。人工操作一般需要统计1000次干涉环的吞吐变化，繁琐易错，并且整个测量过程在黑暗环境中完成，使用过程中有诸多不便，等等这些固有缺点，大大局限了迈克尔逊干涉仪在生产、测量和科研上的广泛使用。现有的对迈克尔逊干涉仪进行自动化改造的自动化测量系统，主要是对迈克尔逊干涉仪干涉环吞吐次数的统计和动镜位移量的测量做出了自动化读数的改进，辅助人工进行数据读取，一定程度上提高了测量效率。现有的自动化系统对迈克尔逊干涉仪这款精密光学仪器的升级仍有8大缺点：1)仅用于条纹计数或动镜位移量统计；2)现有的自动化系统由于采用减速电机与手轮刚性连接很容易引入电机抖动影响干涉环成像从而导致干涉环吞吐次数计数不准，影响测量精度；3)条纹计数的光电传感器电路对光源强弱变化敏感，对光源质量要求高，适用范围小；4)只能在漆黑环境中进行测量。5)整套系统借助减震平台、升降架等非迈克尔逊干涉仪的自身结构上的辅助部件才能安装上并正常工作，整套设备部件多，体积过大，安装过程繁琐，技术要求高，容易引入安装偏差导致测量结果有误差；6)当前的迈克尔逊干涉仪计数系统不能对历史测量数据进行记录与存储；7)系统不能根据干涉环吞吐次数和自动计算出测量结果，需要借助电脑或人工计算；8)目前系统的使用主要局限在高校实验教学，浪费了迈克尔逊干涉仪在科研、生产和测量方面的更大价值。因此，目前的迈克尔逊干涉仪自动化测量系统只能作为测量辅助，并主要应用教学和学生实验场景，并不能进行产品化在生产和科研上的广泛应用。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，该系统结构精巧、合理，使用方便，满足了迈克尔逊干涉仪工作时的平稳运行的要求，保证了迈克尔逊干涉仪的测量精度，具有在同类产品中使用更广泛、性价比更高等优点。本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，包括微调手轮驱动装置、干涉环测量装置、控制数显主机、迈克尔逊干涉仪以及干涉条纹观测屏；所述微调手轮驱动装置将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住，带动微调手轮同步转动，使迈克尔逊干涉仪的动镜前进或后退；所述干涉环测量装置设置在干涉条纹观测屏上，并与微调手轮驱动装置连接；所述控制数显主机与微调手轮驱动装置连接。作为一种优选方案，所述微调手轮驱动装置包括第一壳体、驱动电路板、驱动组件、卡座、卡口、九针串口和SATA串口，所述卡座安装在第一壳体上，将微调手轮驱动装置固定在迈克尔逊干涉仪上；所述驱动电路板、驱动组件和卡口设置在第一壳体内，所述驱动电路板与驱动组件连接，所述驱动组件与迈克尔逊干涉仪的微调手轮连接，所述卡口将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住；所述九针串口和SATA串口设置在第一壳体上，并与驱动电路板连接，所述九针串口通过数据线与控制数显主机连接，所述SATA串口通过数据线与干涉环测量装置连接。作为一种优选方案，所述驱动组件包括直流电机、减速齿轮组、同步轮、同步皮带、连接器和编码器，所述直流电机和减速齿轮组安装在橡胶基座上，所述直流电机与驱动电路板连接，直流电机的电机轴与减速齿轮组连接，所述减速齿轮组与同步轮相啮合，所述同步轮通过同步皮带与连接器连接，所述连接器与迈克尔逊干涉仪的微调手轮连接，所述卡口设置在连接器上，所述编码器与连接器连接。作为一种优选方案，所述干涉环测量装置包括第二壳体、光敏元件、信号处理电路板、传输接口和状态指示LED灯，所述光敏元件设置在第二壳体的一侧，并对准干涉条纹观测屏；所述状态指示LED灯设置在第二壳体的另一侧；所述信号处理电路板设置在第二壳体内，并与光敏元件和状态指示LED灯连接；所述传输接口设置在第二壳体上，该传输接口与信号处理电路板连接，并通过数据线与微调手轮驱动装置的SATA串口连接。作为一种优选方案，所述编码器采用大于或等于1000P/R的编码器。作为一种优选方案，所述信号处理电路板上设有直流隔离电路、放大电路、低通滤波电路、滞回比较器和微处理器，所述光敏元件采用光敏三极管或光敏二极管。作为一种优选方案，所述控制数显主机包括第三壳体、控制显示电路板、液晶显示屏和输入键盘，所述控制显示电路板设置在第三壳体内，并通过数据线与微调手轮驱动装置的九针串口连接；所述控制显示电路板上设有微控制器，所述液晶显示屏和输入键盘设置在第三壳体上，并与微控制器连接。作为一种优选方案，所述控制显示电路板上还设有蜂鸣器，所述蜂鸣器与微控制器连接。本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本技术系统利用微调手轮驱动装置可以将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住，带动微调手轮同步转动，使迈克尔逊干涉仪的动镜前进或后退，并且采用控制数显主机进行控制和显示，实现了迈克尔逊干涉仪的数显式一体化，省去了高价的电脑配置，使整个系统具有在同类产品中使用更广泛、性价比更高等优点。2、本技术系统的微调手轮驱动装置使用直流电机和减速齿轮组的传动构造，并将传动结构安装在橡胶基座通过同步轮和同步皮带带动微调手轮，隔离直流电机的振动，保证了系统无抖动干扰，使数显式迈克尔逊干涉仪工作时干涉条纹清晰，测量精度高。3、本技术系统的微调手轮驱动装置采用卡口卡住迈克尔逊干涉仪的微调手轮，采用卡座将微调手轮驱动装置固定在迈克尔逊干涉仪上，这种快拆式结构的设计，使该系统能够适用当今最广泛使用的WSM型和LWSM型迈克尔逊干涉仪，大大提高数显式迈克尔逊干涉仪的性价比。4、本技术系统的微调手轮驱动装置中，采用了大于或等于1000P/R的编码器，可以直接测量微调手轮转动量，使动镜位移测量精度达0.1μm比手动测量提高一个数量级。5、本技术系统的干涉条纹检测装置可以采用具有较宽的频谱特性的光敏器件，如光敏二极管或光敏三极管，能够可以支持不同波长的单色光在迈克尔逊干涉仪上自动测量，使系统有较为广泛的适应性，进一步提高数显式迈克尔逊干涉仪的性价比。6、本技术系统的干本文档来自技高网...

【技术保护点】
数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，其特征在于：包括微调手轮驱动装置、干涉环测量装置、控制数显主机、迈克尔逊干涉仪以及干涉条纹观测屏；所述微调手轮驱动装置将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住，带动微调手轮同步转动，使迈克尔逊干涉仪的动镜前进或后退；所述干涉环测量装置设置在干涉条纹观测屏上，并与微调手轮驱动装置连接；所述控制数显主机与微调手轮驱动装置连接。

【技术特征摘要】
1.数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，其特征在于：包括微调手轮驱动装置、
干涉环测量装置、控制数显主机、迈克尔逊干涉仪以及干涉条纹观测屏；所述微调手
轮驱动装置将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住，带动微调手轮同步转动，使迈克尔逊
干涉仪的动镜前进或后退；所述干涉环测量装置设置在干涉条纹观测屏上，并与微调
手轮驱动装置连接；所述控制数显主机与微调手轮驱动装置连接。
2.根据权利要求1所述的数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，其特征在于：
所述微调手轮驱动装置包括第一壳体、驱动电路板、驱动组件、卡座、卡口、九针串
口和SATA串口，所述卡座安装在第一壳体上，将微调手轮驱动装置固定在迈克尔逊
干涉仪上；所述驱动电路板、驱动组件和卡口设置在第一壳体内，所述驱动电路板与
驱动组件连接，所述驱动组件与迈克尔逊干涉仪的微调手轮连接，所述卡口将迈克尔
逊干涉仪的微调手轮卡住；所述九针串口和SATA串口设置在第一壳体上，并与驱动
电路板连接，所述九针串口通过数据线与控制数显主机连接，所述SATA串口通过数
据线与干涉环测量装置连接。
3.根据权利要求2所述的数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，其特征在于：
所述驱动组件包括直流电机、减速齿轮组、同步轮、同步皮带、连接器和编码器，所
述直流电机和减速齿轮组安装在橡胶基座上，所述直流电机与驱动电路板连接，直流
电机的电机轴与减速齿轮组连接，所述减速齿轮组与同步轮相啮合，所述同步轮通过
同步皮带与连接器连接，所述连接器与迈克尔逊干涉仪的微调手轮连接，所述卡口设<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎碧莲，黄金培，
申请(专利权)人：黎碧莲，黄金培，
类型：新型
国别省市：广东;44