本發(fā)明屬于光學(xué)儀器角度測量
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種分光計(jì)。
背景技術(shù)：
：分光計(jì)是精確測量角度的光學(xué)儀器，也是攝譜儀、單色儀、分光光度計(jì)等光學(xué)儀器的核心，在研究波動(dòng)光學(xué)、幾何光學(xué)和光譜分析等各類實(shí)驗(yàn)中對(duì)角度和角位移進(jìn)行測量。光學(xué)中許多基本物理量，比如波長、折射率等都可以直接或者間接地表現(xiàn)為光線的偏轉(zhuǎn)角，因此利用分光計(jì)可以測量波長、折射率，此外還能精確測量光學(xué)平面間的夾角。目前國內(nèi)大部分高校采用的都是傳統(tǒng)的分光計(jì)實(shí)驗(yàn)儀，讀數(shù)裝置為傳統(tǒng)的機(jī)械式刻度盤，傳統(tǒng)的分光計(jì)出廠時(shí)，已經(jīng)將刻度盤平面調(diào)到與儀器轉(zhuǎn)軸垂直并加以固定，刻度圓盤被分成度，最小分度值是半度，小于半度的數(shù)值可在游標(biāo)上讀出，兩個(gè)游標(biāo)在黑色內(nèi)盤邊緣對(duì)徑方向，游標(biāo)分成小格，游標(biāo)盤一般與載物臺(tái)固連，可繞儀器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，有螺釘可以止動(dòng)游標(biāo)盤。分光計(jì)的讀數(shù)系統(tǒng)的主刻度盤和兩個(gè)角游標(biāo)如圖1所示。外圓環(huán)為主刻度盤，在內(nèi)圓周邊上有主角刻度，角度值范圍為0°～360°，最小刻度為0.5°(30′)，內(nèi)圓盤為游標(biāo)盤，在其圓周邊緣有兩個(gè)角游標(biāo)，角度值范圍均為1′～30′。這兩個(gè)角游標(biāo)構(gòu)成兩個(gè)讀數(shù)窗口，兩個(gè)角游標(biāo)相同刻度值的角距離為180°，游標(biāo)的分度值為1′。如圖2所示，當(dāng)測量角a時(shí)，為消除偏心差，需要測出第一邊13的兩個(gè)游標(biāo)刻度值α1和β1和第二邊14的兩個(gè)角坐標(biāo)α2和β2，利用下式計(jì)算得到角a的補(bǔ)角公式：θ＝(|α1-α2|+|β1-β2|)/2。測量角a的方法如圖3所示，首先，根據(jù)角游標(biāo)的0′與主角刻度值對(duì)應(yīng)位置，從主角刻度上讀出主刻度數(shù)為112°30′；然后，在角游標(biāo)上找到與主角刻度相重合的位置，從角游標(biāo)上讀數(shù)為11′；最后，兩者相加得到第一邊13的角坐標(biāo)112°41′。由于主刻度盤上的角坐標(biāo)0°和360°重合，所以分光計(jì)的讀數(shù)系統(tǒng)不是線性的，而具有周期性，這就導(dǎo)致在測量過程中，有時(shí)無法直接從原始數(shù)據(jù)中得到正確的結(jié)果，而是需要進(jìn)行修正。以自準(zhǔn)直法測量三棱鏡頂角為例，表1是6次測量的原始數(shù)據(jù)。表1第1次第2次第3次第4次第5次第6次α1107°12′149°23′282°52′295°48′40°44′56°27′β1287°13′329°22′102°54′115°49′220°42′236°25′α2227°13′269°22′42°37′55°45′160°40′176°23′β247°12′89°22′222°35′235°45′340°39′356°22′θ180°179°58′174°49′179°56′30″119°57′119°56′30″該三棱鏡的頂角a為60°左右，所以其補(bǔ)角θ應(yīng)該是120°。從表1測量數(shù)據(jù)可以看出，前四次測量結(jié)果明顯異常。如果直接利用原始數(shù)據(jù)，無法得到正確結(jié)果，所以要對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行修正。以第一次測量數(shù)據(jù)為例。游標(biāo)β從第一次讀數(shù)287°13′到第二次讀數(shù)47°12′，游標(biāo)β的0′對(duì)應(yīng)的主刻度盤上的讀數(shù)先增加，在經(jīng)過的0°后，減小了360°。如果分光計(jì)的刻度是線性的，則47°12′的讀數(shù)應(yīng)該是360°+47°12′，按修正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：θ＝[(227°13′-127°13′)+(360°+47°12′-287°13′)]/2＝120°。現(xiàn)有技術(shù)中，是向?qū)W生講解主刻度盤和游標(biāo)盤的零刻度交會(huì)時(shí)，對(duì)刻度盤讀數(shù)進(jìn)行修正的原因，和讀書修正方法：如果主刻度盤在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，游標(biāo)β的0′與主刻度盤上的0°交會(huì)時(shí)，則將主刻度盤上的0°變?yōu)?60°，其后的10°、20°、30°等均增加360°，變?yōu)?70°、380°、390°等；如果主刻度盤在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，游標(biāo)β的0′與主刻度盤上的0°交會(huì)時(shí)，主刻度盤上的0°不變，其后的350°、340°、330°等均減小360°，變?yōu)?10°、-20°、-30°等；這樣處理后，就將原來分光計(jì)周期性的刻度變?yōu)榱司€性刻度，得到的原始數(shù)據(jù)不需要再進(jìn)行修正，即可得到正確測量結(jié)果。而學(xué)生很難判斷是否需要修正以及哪一側(cè)游標(biāo)刻度盤讀數(shù)修正，經(jīng)常因此導(dǎo)致數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤。目前，也有利用數(shù)字化裝置完全替代原有機(jī)械盤，這樣存在信號(hào)轉(zhuǎn)換引入新的誤差，引入新的偏心差，失去原有機(jī)械盤的精密度，同時(shí)過于智能化也會(huì)削弱學(xué)生的動(dòng)手操作力，不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。公布號(hào)為106097853的中國專利提出了一種分光計(jì)讀數(shù)修正裝置，該裝置通過自動(dòng)聲、光報(bào)警主刻度盤和游標(biāo)盤的零零刻度相遇問題，用于提醒使用者對(duì)讀數(shù)進(jìn)行修正，但該裝置并不能區(qū)分對(duì)讀數(shù)進(jìn)行加360°的修正還是減360°的修正，沒有從根本上解決主刻度盤和游標(biāo)盤的零零刻度相遇時(shí)容易修正錯(cuò)誤的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種分光計(jì)，用于解決現(xiàn)有分光計(jì)主刻度盤和游標(biāo)盤的零刻度交會(huì)時(shí)經(jīng)常對(duì)讀數(shù)修正錯(cuò)誤的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種分光計(jì)，游標(biāo)盤的零刻度對(duì)應(yīng)的位置上固定裝配有光發(fā)射器，主刻度盤的零刻度兩側(cè)對(duì)應(yīng)的位置上固定裝配有第一光接收器和第二光接收器，還包括控制器和顯示器，控制器采樣連接所述第一光接收器和第二光接收器；當(dāng)主刻度盤的零刻度與游標(biāo)盤的零刻度交會(huì)時(shí)，所述控制器根據(jù)接收到第一光接收器和第二光接收器信號(hào)的先后順序，確定修正讀數(shù)的方式，并將修正方式顯示在顯示器上；修正讀數(shù)的方式為加360度或減360度。所述控制器根據(jù)接收到第一光接收器和第二光接收器信號(hào)的先后順序，判斷所述主刻度盤是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，修正方式為加360度，當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，修正方式為減360度。所述光發(fā)射器固定裝配在游標(biāo)盤下方對(duì)應(yīng)游標(biāo)盤的零刻度位置，所述第一光接收器、第二光接收器分別固定裝配在主刻度盤下方對(duì)應(yīng)主刻度盤零刻度位置的兩側(cè)。所述第一光接收器、第二光接收器通過一個(gè)設(shè)置在主刻度盤下方的底座裝配在主刻度盤上，所述底座內(nèi)設(shè)有第一徑向通孔和第二徑向通孔，所述第一徑向通孔中安裝所述第一光接收器，第二徑向通孔中安裝所述第二光接收器。所述底座通過軸向設(shè)置的螺栓固定在所述主刻度盤上。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提出一種分光計(jì)，包括主刻度盤和游標(biāo)盤，游標(biāo)盤的零刻度對(duì)應(yīng)的位置上固定裝配有擠壓元件，主刻度盤的零刻度對(duì)應(yīng)的位置上固定裝配有第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件，還包括控制器和顯示器，控制器采樣連接所述第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件；當(dāng)主刻度盤的零刻度與游標(biāo)盤的零刻度交會(huì)時(shí)，所述控制器根據(jù)接收到第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件信號(hào)的先后順序，確定修正讀數(shù)的方式，并將修正方式顯示在顯示器上；修正讀數(shù)的方式為加360度或減360度。所述控制器根據(jù)接收到第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件信號(hào)的先后順序，判斷所述主刻度盤是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，修正方式為加360度，當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，修正方式為減360度。所述擠壓元件固定裝配在游標(biāo)盤下方對(duì)應(yīng)游標(biāo)盤的零刻度位置，所述第一壓力敏感元件、第二壓力敏感元件分別固定裝配在主刻度盤下方對(duì)應(yīng)主刻度盤零刻度位置的兩側(cè)。所述主刻度盤下方的零刻度位置還裝配有底座，所述底座內(nèi)設(shè)有第三徑向通孔和第四徑向通孔，第三徑向通孔中設(shè)置有所述第一壓力敏感元件，以及用于推動(dòng)所述第一壓力敏感元件沿第三徑向通孔導(dǎo)向移動(dòng)的第一旋進(jìn)調(diào)節(jié)部分；第四徑向通孔中設(shè)置有所述第二壓力敏感元件，以及用于推動(dòng)所述第二壓力敏感元件沿第四徑向通孔導(dǎo)向移動(dòng)的第二旋進(jìn)調(diào)節(jié)部分。所述底座通過軸向設(shè)置的螺栓固定在所述主刻度盤上。本發(fā)明的有益效果是：通過在分光計(jì)的主刻度盤和游標(biāo)盤分別設(shè)置的兩個(gè)光接收器、一個(gè)光發(fā)射器，當(dāng)主刻度盤的零刻度位置與游標(biāo)盤的零刻度位置交會(huì)時(shí)，通過第一光接收器和第二光接收器接收光發(fā)射器發(fā)射信號(hào)的先后順序，判斷主刻度盤零刻度位置兩側(cè)的刻度加360度或減360度。不僅解決了修正讀數(shù)時(shí)容易錯(cuò)誤的問題，并且保留了原有機(jī)械盤裝置，比數(shù)字化裝置的精密度高，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。通過在分光計(jì)的主刻度盤和游標(biāo)盤分別設(shè)置的兩個(gè)壓力敏感元件、一個(gè)擠壓元件，當(dāng)主刻度盤的零刻度位置與游標(biāo)盤的零刻度位置交會(huì)時(shí)，通過第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件分別檢測擠壓元件信號(hào)的先后順序，判斷主刻度盤零刻度位置兩側(cè)的刻度加360度或減360度。不僅解決了修正讀數(shù)時(shí)容易錯(cuò)誤的問題，并且保留了原有機(jī)械盤裝置，比數(shù)字化裝置的精密度高，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。附圖說明圖1是分光計(jì)的主刻度盤和游標(biāo)盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是待測三棱鏡示意圖；圖3是采用分光計(jì)檢測待測三棱鏡補(bǔ)角的刻度盤讀數(shù)示意圖；圖4是本發(fā)明的一種分光計(jì)；圖5是分光計(jì)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的a-a剖視圖；圖7是另一種分光計(jì)中主刻度盤下方的壓力敏感元件示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一：如圖4所示的分光計(jì)，包括主刻度盤2、游標(biāo)盤1、控制器和顯示器，游標(biāo)盤1下方相對(duì)零刻度的位置固定裝設(shè)有光發(fā)射器3，主刻度盤2下方相對(duì)零刻度的位置的兩側(cè)固定裝設(shè)有第一光接收器4、第二光接收器5，當(dāng)主刻度盤的零刻度位置與游標(biāo)盤的零刻度位置交會(huì)時(shí)，通過第一光接收器4和第二光接收器5分別先后接收光發(fā)射器3發(fā)射的信號(hào)，由控制器判斷主刻度盤零刻度位置兩側(cè)的刻度加360度或減360度。兩個(gè)光接收器的具體裝配關(guān)系如圖5、圖6所示，主刻度盤2下方固定安裝有底座6，底座6通過軸向設(shè)置的螺栓固定在主刻度盤2上，底座6內(nèi)設(shè)有徑向通孔7，且設(shè)置兩個(gè)徑向通孔，分別為第一徑向通孔和第二徑向通孔，第一徑向通孔中安裝第一光接收器4，第二徑向通孔中安裝第二接收器5，通孔的設(shè)置位置能使兩個(gè)光接收器分別接收到光發(fā)射器3的光信號(hào)。一種判斷讀數(shù)的修正方式的方法為：當(dāng)主刻度盤的零刻度位置與游標(biāo)盤的零刻度位置交會(huì)時(shí)，控制器檢測第一光接收器4接收光發(fā)射器3發(fā)射的第一信號(hào)，檢測第二光接收器5接收光發(fā)射器3發(fā)射的第二信號(hào)，并根據(jù)接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的先后順序，判斷主刻度盤零刻度位置兩側(cè)的刻度增加360度或減小360度，同時(shí)將判斷結(jié)果在顯示器上顯示。本發(fā)明通過分別在兩個(gè)刻度盤的零刻度位置，對(duì)應(yīng)設(shè)置能發(fā)射信號(hào)的光發(fā)射器，和能接收信號(hào)的光接收器，利用兩個(gè)刻度盤的零刻度在交會(huì)時(shí)，光發(fā)射器向兩個(gè)光接收器發(fā)射信號(hào)的先后順序，判別主刻度盤相對(duì)于游標(biāo)盤是順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而確定刻度過零后刻度增加360度或減小360度。例如，當(dāng)控制器先收到第一光接收器的信號(hào)，后接收到第二光接收器的信號(hào)，判斷主刻度盤為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，修正方式為加360度；當(dāng)控制器先收到第二光接收器的信號(hào)，后接收第一光接收器的信號(hào)時(shí)，判斷主刻度盤為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，修正方式為減360度。實(shí)施例二：本發(fā)明還提出了另一種分光計(jì)，包括主刻度盤、游標(biāo)盤、控制器和顯示器，游標(biāo)盤下方的對(duì)應(yīng)零刻度的位置固定裝設(shè)有擠壓元件，主刻度盤下方的零刻度的位置固定裝設(shè)底座10，底座10通過軸向設(shè)置的螺栓固定在該主刻度盤上，如圖7所示，底座10內(nèi)設(shè)有兩個(gè)徑向通孔，即第三徑向通孔和第四徑向通孔，第三徑向通孔中設(shè)置有第一壓力敏感元件(如壓力傳感器)8，以及用于推動(dòng)所述第一壓力敏感元件沿第三徑向通孔導(dǎo)向移動(dòng)的第一旋進(jìn)調(diào)節(jié)部分11；第四徑向通孔中設(shè)置有第二壓力敏感元件9，以及用于推動(dòng)所述第二壓力敏感元件沿第四徑向通孔導(dǎo)向移動(dòng)的第二旋進(jìn)調(diào)節(jié)部分12。第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元的敏感部分能夠在主刻度盤的零刻度與游標(biāo)盤的零刻度交會(huì)時(shí)，先后接觸擠壓元件。第一壓力敏感元件、第二壓力敏感元件分別采樣連接控制器，控制器控制連接顯示器，當(dāng)主刻度盤的零刻度位置與游標(biāo)盤的零刻度位置交會(huì)時(shí)，控制器通過第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件的信號(hào)，判斷主刻度盤零刻度位置兩側(cè)的刻度加360度或減360度。該分光計(jì)判斷讀數(shù)修正方式的方法為：當(dāng)主刻度盤的零刻度位置與游標(biāo)盤的零刻度位置交會(huì)時(shí)，擠壓元件先后擠壓第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件，控制器檢測第一壓力敏感元件輸出的第一壓力信號(hào)，和第二壓力敏感元件輸出的第二壓力信號(hào)，根據(jù)第一壓力信號(hào)和第二壓力信號(hào)的先后順序，判斷主刻度盤零刻度位置兩側(cè)的刻度加360度或減360度，并將判斷結(jié)果顯示到顯示屏上，供學(xué)生記錄。例如，當(dāng)控制器先收到第一壓力敏感元件的信號(hào)，后接收到第二壓力敏感元件的信號(hào)，判斷主刻度盤為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，修正方式為加360度；當(dāng)控制器先收到第二壓力敏感元件的信號(hào)，后接收第一壓力敏感元件的信號(hào)時(shí)，判斷主刻度盤為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，修正方式為減360度。本發(fā)明設(shè)置第一旋進(jìn)調(diào)節(jié)部分和第二旋進(jìn)調(diào)節(jié)部分的好處在于，當(dāng)?shù)谝粔毫γ舾性捎跀D壓元件的擠壓磨損、造成與擠壓元件的接觸不良時(shí)，或第二壓力敏感元件由擠壓元件的擠壓造成磨損、造成與擠壓元件的接觸不良時(shí)，通過第一旋進(jìn)部分推動(dòng)第一壓力敏感元件、第二旋進(jìn)部分推動(dòng)第二壓力敏感元件進(jìn)行調(diào)節(jié)，使第一壓力敏感元件和第二壓力敏感元件分別與擠壓元件始終保持良好接觸。本發(fā)明設(shè)置光發(fā)射器、光接收器的分光計(jì)，和設(shè)置壓力敏感元件、擠壓元件的分光計(jì)，兩種分光計(jì)判別刻度加360度或減360度的原理實(shí)質(zhì)上是相同的，都是利用在兩個(gè)刻度盤的零刻度交會(huì)時(shí)，一個(gè)刻度盤上的元件檢測另一個(gè)刻度盤上的元件的信號(hào)，即通過兩個(gè)刻度盤上的元件的收發(fā)，判別檢測信號(hào)的先后順序，判斷刻度是否加360度或減360度，當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，顯示器顯示加360度，提醒分光計(jì)的使用者讀刻度后將讀數(shù)加360度，當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，顯示器顯示減360度，提醒分光計(jì)的使用者讀刻度后將讀數(shù)減360度。本發(fā)明在主刻度盤設(shè)置的光接收器或壓力敏感元件，可以設(shè)置為多個(gè)，多個(gè)元件的位置是已經(jīng)設(shè)定好的，同樣根據(jù)光接收器或壓力傳感器依次采集信號(hào)的先后順序，判斷刻度的加減，并且采用多個(gè)光接收器或壓力敏感元件能使控制判斷的結(jié)果更為準(zhǔn)確，增加對(duì)讀數(shù)修正的可靠性。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有分光計(jì)具有周期性，有時(shí)無法直接從原始數(shù)據(jù)中得到正確結(jié)果的問題，設(shè)計(jì)了兩種分光計(jì)，使讀數(shù)時(shí)不需要考慮刻度盤的周期性刻度，結(jié)合顯示屏對(duì)刻度的判斷結(jié)果，在任何情況下都能直接從原始數(shù)據(jù)中得出正確結(jié)果。同時(shí)又保留了分光計(jì)讀數(shù)系統(tǒng)原有的機(jī)械盤裝置，便于對(duì)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的養(yǎng)成。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)力要求范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12