[实用新型]光干涉条纹计数器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光干涉条纹计数器，尤其是一种应用于实验及精密测量的对相干光的干涉条纹进行计数的装置。 

背景技术

目前，针对相干光的干涉条纹进行计数普遍采用肉眼计数的方法，通过肉眼识别条纹在某一时间段内相对于一定点所移动过的数目来完成条纹的计数工作。但是，这种靠眼睛观测来记录的方法，是一件效率极低的事情，且由于视觉疲劳和视觉暂留等客观因素的制约，使得肉眼很难完成长时间的准确计数工作，给实验和测量带来人为误差。 

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术存在的问题，提供一种结构简单，效率高，计数准确，操作方便，替代人工观测并记录数据的光干涉条纹计数器。 

为实现上述目，本实用新型的光干涉条纹计数器，包括接收模拟信号的信号整形滤波器，信号整形滤波器连接有完成条纹计数的计数电路，计数电路连接有显示条纹数的显示电路，并连接有暂停、清零的辅助控制器；计数电路包括单片机U1、4位数码管及相应外围电路构成，电容C1、C2及晶振XTAL1构成单片机U1的外部时钟电路，接至单片机U1的XTAL1、XTAL2引脚；电容E1与电阻R1串联，组成微分复位电路，接至单片机U1的RST引脚；外部计数脉冲由单片机U1的外部中断输入接头T0端口引入；显示电路的四位共阳数码管RED4的a、b、c、d、e、f、g、dp引脚分别接至单片机U1的P0.0-P0.7端口；单片机U1的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3端口分别经过限流电阻R2、R3、R4、R5后接至PNP型三极管Q1、Q2、Q3、Q4的基极，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的发射极并接至电源VCC，各集电极分别接至数码管RED4的DIG1、DIG2、DIG3、DIG4引脚；微动开关K1、K2一端接地，另一端分别接至单片机U1的P1.0、P1.1引脚。 

所述的信号整形滤波器包括光电二极管D1，光电二极管D1阳极接电源VCC，阴极经一个滑动变阻器R1后接地，滑动变阻器R1的滑动端与电压比较器U1A的反相输入端相连接；由电阻R2、R3组成串联分压电路，经电阻R4后连接至电压比较器U1A的同相输入端；电压比较器U1A的输出端经一个可调电阻R5后连接至电压比较器U1A的同相输入端；电压比较器U1A的输出端连接反相器U2A的输入端，反相器U2A的输出端连有外部中断输入端T0；所述的单片机U1的型号为80C51。 

有益效果：本实用新型利用高灵敏度的光电二极管采集干涉条纹某一位置的亮度值，将 其输出的电压信号送往迟滞电压比较电路，比较器将该电压值与给定的参考电压比较，当输入电压大于参考电压时输出高电平(表示亮条纹)，反之，则输出低电平(表示暗条纹)。接着，把该输出送往单片机，由于高电平和低电平分别对应数字信号中的1和0，那么单片机便可以通过1和0来区分明暗条纹，一次的由1到0、再由0到1的变化表示条纹移动了一个单位，这样单片机就可以对条纹进行计数了。最后条纹数目由数码管显示出来，用户就可以知道当前条纹一共移动过的数目。采用模拟电路+数字电路的方式实现干涉条纹的计数功能，自动完成条纹的计数工作，具有较强的抑制环境光干扰的能力。基于该原理可衍生出的应用有：微小位移的测量、气体密度变化量的测定以及制成各种高精度的光学传感器等等。能排除环境杂光的影响，全面替代人工观测并记录数据的方式，无需人工干预，自动完成光干涉条纹的计数工作，结构简单，效率高，计数准确，操作方便。 

附图说明：

图1是本实用新型的原理框图； 

图2是本实用新型的信号整形滤波器电路原理图； 

图3是本实用新型的计数、显示电路图； 

图4是本实用新型单值比较电路和迟滞比较电路的输入与输出关系图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述： 

图1所示，光电二极管采集当前的光强度信号(电压信号)，该电压信号经整形、滤波后，变成标准的TTL信号提供给计数电路，通过计数电路完成条纹的计数工作，并由四位LED数码管，配合相应的外围电路来显示当前的条纹数，计数电路还连接有控制其暂停、清零的辅助控制器。