阅读说明：本技术 一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置 (Automatic fringe counting device for Michelson interferometer ) 是由 谌业清 李昊冉 吴曦冉 程琳 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置,包括机体,所述机体的右侧表面内设有光阑,所述光阑能够安装在迈克尔逊干涉仪的观察屏上,所述光阑的左壁内贯穿有透光孔,所述透光孔的内部设置有用于检测所述观察屏上的条纹亮暗变化的光敏三极管,所述光敏三极管连接有用于进行信号处理的STM32单片机,所述STM32单片机上设有用于显示电平变化次数的LCD显示屏,能够很好的解决迈克尔逊仪的不便计数的问题,进而使得实验结果更加的准确,同时也能缓解长时间观察条纹而导致的眼部疲劳,也很好的避免了由于观察记录失误而导致的实验失败的问题。(The invention discloses an automatic fringe counting device for a Michelson interferometer, which comprises a machine body, wherein a diaphragm is arranged in the right side surface of the machine body, the diaphragm can be installed on an observation screen of the Michelson interferometer, a light hole penetrates through the left wall of the diaphragm, a phototriode for detecting the brightness change of fringes on the observation screen is arranged inside the light hole, the phototriode is connected with an STM32 single chip microcomputer for signal processing, an LCD (liquid crystal display) screen for displaying the level change times is arranged on the STM32 single chip microcomputer, the problem that the Michelson interferometer is inconvenient to count can be well solved, the experimental result is more accurate, eye fatigue caused by long-time observation of fringes can be relieved, and the problem that experiment fails caused by observation and recording errors is well solved.)

一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置

技术领域

本发明涉及物理实验仪器领域，具体涉及到一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置。

技术背景

迈克尔逊干涉仪是一种分振幅的双光束干涉测量仪器，是美国科学家迈克尔逊于1881年设计制造的一种精密干涉测量仪器，可用于测量光波波长、折射率、物体的厚度及微小长度变化等，其精度可与光的波长比拟。

迈克尔逊干涉仪结构简单、光路直观、精度高，其调整和使用具有典型性，根据迈克尔逊干涉仪基本原理发展的精密干涉测量仪器已经广泛应用于生产和科研领域，因此，了解它的基本结构，掌握其使用方法很有必要，并且迈克尔逊干涉仪实验也是大学物理实验教学的一个重点。

在实验过程中需要旋动微动手轮，以此来观察干涉环的“冒出”和“吞入”的现象选定干涉环清晰区域，然后调整仪器零点于观察屏中央，轻轻旋动微动手轮，每“冒出”或“吞入”50条干涉环，记录一次反射镜的位置(标尺、读数窗和微动手轮三者读数之和)，直到第450条，然后再利用用逐差法处理数据并求波长λ和相对误差δ。

但是在实验过程中经常会由于各种原因无法正确的记录下干涉条纹，比如由于数圈数的时候不小心分神，导致记得圈数忘记，造成实验前功尽弃，或者在实验的过程中由于环境因素带来的桌子的轻微振动，会使明暗条纹交替的同心圆条纹发生剧烈震荡，导致读数不准确，并且研究长时间盯着显示屏会引起眼睛疲劳，所以针对上述观察干涉条纹中所存在的问题，自动记录干涉条纹变化装置可以利用明暗条纹的变化准确记录实验过程中的干涉条纹变化。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置，通过光敏三极管检测干涉条纹的暗亮变化，然后将计数过程交与单片机进行处理。

技术方案

一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置，包括机体，所述机体的右侧表面内设有光阑，所述光阑能够安装在迈克尔逊干涉仪的观察屏上，所述光阑的左壁内贯穿有透光孔，所述透光孔的内部设置有用于检测所述观察屏上的条纹亮暗变化的光敏三极管，所述光敏三极管连接有用于进行信号处理的STM32单片机，所述STM32单片机上设有用于显示电平变化次数的LCD显示屏。

进一步地，所述光敏三极管与所述STM32单片机的引脚相连接。

进一步地，将所述光敏三极管设置在所述透光孔的左端。

进一步地，所述光敏三极管用于将检测到的变化的光信号转变为相应变化的电信号，然后通过引脚电平的变化将该信号传输给所述STM32单片机。

进一步地，所述STM32单片机内设置有STM32芯片，所述STM32芯片能够接收到所述STM32单片机上连接所述光敏三极管处I/O口电平的变化，进行数据分析和数据处理，并对数据进行整合。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：通过STM32单片机控制LCD显示屏5来显示STM32单片机上连接光敏三极管处I/O口电平的变化，进而再做实验时能够非常直观的看出迈克尔逊仪亮暗条纹的变化，并且发生电平跳变时会触发外部中断，而每进入一次中断就会计数一次，从而实现对迈克尔逊仪亮暗条纹变化的自动计数效果，很好的解决了迈克尔逊仪的不便计数的问题，而且光敏三极管设置在透光孔的左端，从而能够避免其他亮条纹影响到对中心处亮暗变化的检测，进而使得实验结果更加的准确，同时也能缓解长时间观察条纹而导致的眼部疲劳，也很好的避免了由于观察记录失误而导致的实验失败的问题。

附图说明

图1是本发明一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置的结构示意图。

图2是本发明的三维结构示意图；

图3是本发明另一角度的三维结构示意图；

图4是STM32单片机的实物图及LCD显示屏；

图5是迈克尔逊干涉仪的结构示意图；

图6是图5的俯视图。

附图标号：光阑1、透光孔2、光敏三极管3、机体4、LCD显示屏5、观察屏6、STM32单片机7。

具体实施方式

为更好地说明阐述本发明内容，下面结合附图和实施实例进行展开说明：

如图1-6所示，本发明公开了一种用于迈克尔逊干涉仪的条纹自动计数装置，

包括机体4，所述机体4的右侧表面内设有光阑1，所述光阑1能够安装在迈克尔逊干涉仪的观察屏6上，所述光阑1的左壁内贯穿有透光孔2，所述透光孔2的内部设置有用于检测所述观察屏6上的条纹亮暗变化的光敏三极管3，所述光敏三极管3连接有用于进行信号处理的STM32单片机7，所述STM32单片机7上设有用于显示电平变化次数的LCD显示屏5。

进一步地，所述光敏三极管3与所述STM32单片机的引脚相连接。

进一步地，为避免其他亮条纹影响到对中心处亮暗变化的检测，将所述光敏三极管3设置在所述透光孔2的左端。

进一步地，所述光敏三极管3能够将检测到的变化的光信号转变为相应变化的电信号，然后通过引脚电平的变化将该信号传输给所述STM32单片机7。

进一步地，所述STM32单片机7内设置有STM32芯片，所述STM32芯片能够接收到所述STM32单片机7上连接所述光敏三极管3处I/O口电平的变化，从而进行数据分析和数据处理，对数据进行整合。

具体地，当准备工作完成后，打开STM32单片机7的开关，STM32单片机外部中断系统开始工作；

然后光敏三极管3将会检测到观察屏6中心点的暗亮变化，从而引起电平高低变化；

由于光敏三极管3与STM32单片机通过外部中断引脚连接，因此当发生电平跳变时就会触发外部中断，每进入一次中断就会计数一次；

然后通过STM32单片机控制LCD显示屏5来显示电平变化地次数，即暗亮条纹变化的次数,因此，做实验时就可以实时显示暗亮条纹变化的情况。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明技术方案进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。