專利名稱：薄凸透鏡焦距自動測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于物理實驗儀器的設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄凸透鏡焦距自動測量裝置。
背景技術(shù)：
在大學(xué)物理實驗中，薄透鏡焦距的測量是最基本的實驗。常用的測量方法有:自準法、物距-像距法、共軛法以及透鏡組合法。測量薄凸透鏡的焦距主要采用前三種方法。無論哪種方法，都需要人眼去判斷成像的清晰程度，進而確定像屏位置。由于個人的視覺習(xí)慣不同和像差的限制，因此，像屏位置一般很難準確確定，測量結(jié)果的精度一般都不高。此外光源、物屏和像屏選取的不同，也會對成像清晰程度的判斷帶來一定的影響。綜上所述，如果這些影響因素疊加，測量結(jié)果可能會出現(xiàn)較大誤差。現(xiàn)有技術(shù)中有如下光學(xué)原理:如果圖像不清晰，特別是邊緣模糊時，是由于實物邊緣點發(fā)出的光線并沒有匯聚到像屏上造成的，當圖像清晰時，即光線匯聚于像屏上時光照強度為最大。依據(jù)上述光學(xué)原理可以進行薄凸透鏡焦距的測量。具體地，當物屏到像屏的距離為定值L時，根據(jù)凸薄透鏡成像公式(I):
權(quán)利要求1.一種薄凸透鏡焦距自動測量裝置，其特征在于，所述裝置包括:LED光源、光源濾鏡、黑色帶孔物屏、可滑動擋板、凸透鏡卡槽、光強傳感器、黑色像屏、傳動桿、電動機、液晶顯示屏、CPU控制器、啟動開關(guān)、超聲波測距傳感器、運行底座和支架、裝置外殼和狀態(tài)指示燈， 其中，所述CPU控制器是所述裝置的中央控制器，其負責(zé)所述裝置的所有輸入數(shù)據(jù)的處理和所有控制信號的輸出，其中，所述CPU控制器實現(xiàn)為所述裝置中的主控電路板； 所述LED光源用于為所述裝置提供光源； 所述光源濾鏡是一凸透鏡，所述LED光源設(shè)置在此凸透鏡的焦平面上，以保證射到所述黑色帶孔物屏上的光線為平行光線； 所述黑色帶孔物屏是一帶有I字形孔的黑色面板； 所述可滑動擋板用于使所述裝置內(nèi)各光學(xué)器件相對于外界密封，從而使凸透鏡焦距測量過程不會受到外界光線的影響； 所述凸透鏡卡槽是一可調(diào)的半圓形卡槽，其通過卡槽支架固定在所述傳動桿上；所述光強傳感器附著在所述黑色像屏上，以進行光強度的檢測，并將檢測結(jié)果送至所述CPU控制器進行處理； 所述電動機驅(qū)動所述傳動桿的移動； 所述傳動桿帶有螺紋，在所述電動機的驅(qū)動下帶動固定在其上的所述凸透鏡卡槽移動； 所述超聲波測距傳感器固定在所述黑色帶孔物屏的下端，以測量所述黑色帶孔物屏和待測凸透鏡之間的距離，并將測量結(jié)果送至所述CPU控制器進行處理； 所述運行底座和支架支持所述裝置的各光學(xué)器件，并保證各光學(xué)器件的光心均處于同一高度； 所述液晶顯示屏數(shù)字顯示待測凸透鏡的焦距； 所述狀態(tài)指示燈指示所述裝置中各可控部件的運行狀態(tài)； 所述啟動開關(guān)用于接通所述裝置的電源以啟動所述裝置；以及 所述裝置外殼為所述裝置內(nèi)的光學(xué)器件和其他部件提供機械保護。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主控電路板進一步包括:復(fù)位電路、晶振電路、電源電路、超聲波測距傳感器信號調(diào)理電路、光強傳感器信號調(diào)理電路、液晶驅(qū)動電路、電動機驅(qū)動電路、裝置狀態(tài)指示燈電路、串口下載調(diào)試電路和CPU，其中，所述CPU采用STC89C54系列芯片實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述電源電路采用交直流整流電路和穩(wěn)壓芯片構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開了一種薄凸透鏡焦距自動測量裝置，所述裝置包括LED光源、光源濾鏡、黑色帶孔物屏、可滑動擋板、凸透鏡卡槽、光強傳感器、黑色像屏、傳動桿、電動機、液晶顯示屏、CPU控制器、啟動開關(guān)、超聲波測距傳感器、運行底座和支架、裝置外殼和狀態(tài)指示燈。本實用新型的裝置通過光強的檢測精確地判斷成像的清晰程度，從而有效地提高了薄凸透鏡焦距的測量精度。本實用新型的裝置先進合理，自動化程度高，測量快速準確，是一種有效的薄凸透鏡焦距自動測量裝置。
文檔編號G01M11/02GK203037447SQ20132000260
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者宋宏偉, 郭文斌, 王啟銀, 施俊國 申請人:山西省電力公司大同供電分公司, 國家電網(wǎng)公司