薄凸透镜焦距自动测量装置制造方法及图纸

技术编号:8896627 阅读:208 留言:0更新日期:2013-07-09 00:39
本实用新型专利技术公开了一种薄凸透镜焦距自动测量装置,所述装置包括:LED光源、光源滤镜、黑色带孔物屏、可滑动挡板、凸透镜卡槽、光强传感器、黑色像屏、传动杆、电动机、液晶显示屏、CPU控制器、启动开关、超声波测距传感器、运行底座和支架、装置外壳和状态指示灯。本实用新型专利技术的装置通过光强的检测精确地判断成像的清晰程度,从而有效地提高了薄凸透镜焦距的测量精度。本实用新型专利技术的装置先进合理,自动化程度高,测量快速准确,是一种有效的薄凸透镜焦距自动测量装置。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术属于物理实验仪器的设计与制造
,尤其涉及一种薄凸透镜焦距自动测量装置
技术介绍
在大学物理实验中,薄透镜焦距的测量是最基本的实验。常用的测量方法有:自准法、物距-像距法、共轭法以及透镜组合法。测量薄凸透镜的焦距主要采用前三种方法。无论哪种方法,都需要人眼去判断成像的清晰程度,进而确定像屏位置。由于个人的视觉习惯不同和像差的限制,因此,像屏位置一般很难准确确定,测量结果的精度一般都不高。此外光源、物屏和像屏选取的不同,也会对成像清晰程度的判断带来一定的影响。综上所述,如果这些影响因素叠加,测量结果可能会出现较大误差。现有技术中有如下光学原理:如果图像不清晰,特别是边缘模糊时,是由于实物边缘点发出的光线并没有汇聚到像屏上造成的,当图像清晰时,即光线汇聚于像屏上时光照强度为最大。依据上述光学原理可以进行薄凸透镜焦距的测量。具体地,当物屏到像屏的距离为定值L时,根据凸薄透镜成像公式(I):权利要求1.一种薄凸透镜焦距自动测量装置,其特征在于,所述装置包括:LED光源、光源滤镜、黑色带孔物屏、可滑动挡板、凸透镜卡槽、光强传感器、黑色像屏、传动杆、电动机、液晶显示屏、CPU控制器、启动开关、超声波测距传感器、运行底座和支架、装置外壳和状态指示灯, 其中,所述CPU控制器是所述装置的中央控制器,其负责所述装置的所有输入数据的处理和所有控制信号的输出,其中,所述CPU控制器实现为所述装置中的主控电路板; 所述LED光源用于为所述装置提供光源; 所述光源滤镜是一凸透镜,所述LED光源设置在此凸透镜的焦平面上,以保证射到所述黑色带孔物屏上的光线为平行光线; 所述黑色带孔物屏是一带有I字形孔的黑色面板; 所述可滑动挡板用于使所述装置内各光学器件相对于外界密封,从而使凸透镜焦距测量过程不会受到外界光线的影响; 所述凸透镜卡槽是一可调的半圆形卡槽,其通过卡槽支架固定在所述传动杆上;所述光强传感器附着在所述黑色像屏上,以进行光强度的检测,并将检测结果送至所述CPU控制器进行处理; 所述电动机驱动所述传动杆的移动; 所述传动杆带有螺纹,在所述电动机的驱动下带动固定在其上的所述凸透镜卡槽移动; 所述超声波测距传感器固定在所述黑色带孔物屏的下端,以测量所述黑色带孔物屏和待测凸透镜之间的距离,并将测量结果送至所述CPU控制器进行处理; 所述运行底座和支架支持所述装置的各光学器件,并保证各光学器件的光心均处于同一高度; 所述液晶显示屏数字显示待测凸透镜的焦距; 所述状态指示灯指示所述装置中各可控部件的运行状态; 所述启动开关用于接通所述装置的电源以启动所述装置;以及 所述装置外壳为所述装置内的光学器件和其他部件提供机械保护。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述主控电路板进一步包括:复位电路、晶振电路、电源电路、超声波测距传感器信号调理电路、光强传感器信号调理电路、液晶驱动电路、电动机驱动电路、装置状态指示灯电路、串口下载调试电路和CPU,其中,所述CPU采用STC89C54系列芯片实现。3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述电源电路采用交直流整流电路和稳压芯片构成。专利摘要本技术公开了一种薄凸透镜焦距自动测量装置,所述装置包括LED光源、光源滤镜、黑色带孔物屏、可滑动挡板、凸透镜卡槽、光强传感器、黑色像屏、传动杆、电动机、液晶显示屏、CPU控制器、启动开关、超声波测距传感器、运行底座和支架、装置外壳和状态指示灯。本技术的装置通过光强的检测精确地判断成像的清晰程度,从而有效地提高了薄凸透镜焦距的测量精度。本技术的装置先进合理,自动化程度高,测量快速准确,是一种有效的薄凸透镜焦距自动测量装置。文档编号G01M11/02GK203037447SQ20132000260公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日专利技术者宋宏伟, 郭文斌, 王启银, 施俊国 申请人:山西省电力公司大同供电分公司, 国家电网公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄凸透镜焦距自动测量装置,其特征在于,所述装置包括:LED光源、光源滤镜、黑色带孔物屏、可滑动挡板、凸透镜卡槽、光强传感器、黑色像屏、传动杆、电动机、液晶显示屏、CPU控制器、启动开关、超声波测距传感器、运行底座和支架、装置外壳和状态指示灯,?其中,所述CPU控制器是所述装置的中央控制器,其负责所述装置的所有输入数据的处理和所有控制信号的输出,其中,所述CPU控制器实现为所述装置中的主控电路板;?所述LED光源用于为所述装置提供光源;?所述光源滤镜是一凸透镜,所述LED光源设置在此凸透镜的焦平面上,以保证射到所述黑色带孔物屏上的光线为平行光线;?所述黑色带孔物屏是一带有1字形孔的黑色面板;?所述可滑动挡板用于使所述装置内各光学器件相对于外界密封,从而使凸透镜焦距测量过程不会受到外界光线的影响;?所述凸透镜卡槽是一可调的半圆形卡槽,其通过卡槽支架固定在所述传动杆上;?所述光强传感器附着在所述黑色像屏上,以进行光强度的检测,并将检测结果送至所述CPU控制器进行处理;?所述电动机驱动所述传动杆的移动;?所述传动杆带有螺纹,在所述电动机的驱动下带动固定在其上的所述凸透镜卡槽移动;?所述超声波测距传感器固定在所述黑色带孔物屏的下端,以测量所述黑色带孔物屏和待测凸透镜之间的距离,并将测量结果送至所述CPU控制器进行处理;?所述运行底座和支架支持所述装置的各光学器件,并保证各光学器件的光心均处于同一高度;?所述液晶显示屏数字显示待测凸透镜的焦距;?所述状态指示灯指示所述装置中各可控部件的运行状态;?所述启动开关用于接通所述装置的电源以启动所述装置;以及?所述装置外壳为所述装置内的光学器件和其他部件提供机械保护。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:宋宏伟郭文斌王启银施俊国
申请(专利权)人:山西省电力公司大同供电分公司国家电网公司
类型:实用新型
国别省市:

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