[实用新型]光学明暗条纹自动计数器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学实验仪器，尤其是一种结构简单、成本低廉、便于携带、操作方便、避免测试环境光线影响、可有效提高计数精确度和可靠性的光学明暗条纹自动计数器。

背景技术

实验室中有关干涉和衍射的实验，以往都是通过人眼观察并对明暗条纹进行计数，存在如下问题：

1．由于眼睛对光的敏感程度不同，容易产生较大的计数误差，影响实验结果的准确性；

2.   费时费力，影响实验的进度；

3.   此类实验大都使用激光器，长时间观察导致眼睛疲劳。

中国专利号为200920351743.8的实用新型专利公开了一种光学明暗条纹自动计数器，其信号处理电路是由一个光敏二极管、三极管及外围电阻构成，光敏二极管的正端通过电阻与电源相接，光敏二极管的负端与三极管的基极相接，三极管的发射极接地，三极管的集电极一路通过电阻与电源相接、另一路通过整流电路与个位计数器相接，个位计数器通过十位计数器与百位计数器相接；个位计数器通过个位显示译码器与个位显示数码管相接，十位计数器通过十位显示译码器与十位显示数码管相接，百位计数器通过百位译码器与百位显示数码管相接。所设置的光敏二极管能够自动接收明暗条纹的光强变化，光敏二极管电阻由大变小，使三极管基极的电压发生变化，通过三极管将此电压变化放大。经放大整流、编码转换为数字信号，最终由显示数码管显示条纹由暗变明的次数，解决了人工计数所存在的问题。虽然与人工计数相比，具有结构简单、成本低廉、便于携带、操作方便、计数结果准确等优点，但是存在着调试相对麻烦，操作困难且易受外界自然光干扰，因此计数的精度及可靠性等均没有达到理想的效果。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种结构简单、成本低廉、便于携带、操作方便、避免测试环境光线影响、可有效提高计数精确度和可靠性的光学明暗条纹自动计数器。

本实用新型的技术解决方案是：一种光学明暗条纹自动计数器，由信号处理电路、计数控制电路及计数显示电路构成，其特征在于：所述信号处理电路设有电压比较器U12A，电压比较器U12A的同相输入端与三极管Q1的发射极相接并通过电阻R6接地，三极管Q1的基极通过光敏二极管GD1与集电极相接后与工作电压Vdd相接；电压比较器U12A的反相输入端与三极管Q2的发射极相接并通过可变电阻R7接地，三极管Q2的基极通过光敏二极管GD2与集电极相接后与工作电压Vdd相接，所述三极管Q1、Q2的型号一致。

本实用新型与现有技术相比，设置了电压比较器，在电压比较器的同相输入端和反相输入端均设置了由光敏二极管、三极管、电阻等构成的光学明暗条纹电路检测电路，首先，使两个光电二极管同时读取暗光环的光强，调节电阻阻值使反相输入端（参考端）电位略高于同相输入端（工作端），然后保持参考端在暗光环的照射下，用工作端光电三极管读取光环的变化。两个光敏二极管的电信号通过三极管放大后，利用电压比较器分析，当工作端输入为明光环时，电压比较器会输出一个高电平，输入计数显示器上进行计数、显示。本实用新型不但与现有技术一样具有结构简单、成本低廉、便于携带等优点，通过比较两个不同的光强变化而计数，在很大程度上规避外界自然光的影响，计数更加准确，可靠性更高。无需在完全避光的条件下计数，只要增加的外界光强与测量光强之和不超过光敏二极管的饱和光强即可。而且只需在初次上电时调试，操作简单、省时省力、方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型实施例信号处理电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示：本实用新型与现有技术一样由信号处理电路、计数控制电路及计数显示电路构成，与现有技术所不同的是信号处理电路设有电压比较器U12A（LM393N），电压比较器U12A的“1”脚为输出端，与计数显示器的输入端相接，“8”脚与电压Vcc（5V）相接，“4”脚接地，“3”脚、“2”脚分别为同相输入端和反相输入端。电压比较器U12A的同相输入端与三极管Q1（2N3904）的发射极相接并通过电阻R6（1KΩ）接地，三极管Q1的基极通过光敏二极管GD1与集电极相接后与工作电压Vdd（12V）相接；电压比较器U12A的反相输入端与三极管Q2（2N3904）的发射极相接并通过可变电阻R7（50%、Key=A、MAX=2KΩ）接地，三极管Q2的基极通过光敏二极管GD2与集电极相接后与工作电压Vdd相接。

工作过程：

初次上电时，用工作端先后读取在明暗条纹时的电压值U₁、U₀，然后调整参考端的分压电阻R7，将标准电压设置为U_i，U_i一般还要略大于U₀而小于U₁。然后保持参考端在暗光环的照射下，用工作端光电三极管读取光环的变化，开始计数即可。