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干涉条纹可逆计数仪

  • 简介:(页数:7字数:3383)摘要:设计了一种新的干涉条纹可逆计数仪,分析了对计数进行干扰的几种因素及排除的方法。该设计应用光电变换原理,把由氦—氖激光器或钠光灯所发出的光信号转换成电信号,并经过适当的处理,把干涉条纹变化的数量用计数器记录...
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(页数:7字数:3383)摘要:设计了一种新的干涉条纹可逆计数仪,分析了对计数进行干扰的几种因素及排除的方法。该设计应用光电变换原理,把由氦—氖激光器或钠光灯所发出的光信号转换成电信号,并经过适当的处理,把干涉条纹变化的数量用计数器记录并显示出来,比常规的干涉条纹计数手段更加自动化,数据更加准确直观。
关键词:迈克尔逊干涉仪;光电转换;可逆计数器;抗干扰

Abstract: A new interference fringe counter on the basis of photo electric principles which converts optical signals emitted by helium-neon laseror or sodium-light lamp into electrical ones is introduced.After data processing and caculating,number of interference fringes is displayed by the counter.This meter is automatic and the data paocessed are more precise than those of the existing interference fringe counter.
Keywords: Michaelson interferometer;Photo electric effect;Reversible counter; Anti-interference

目录:

1工作原理:
1.1光信号接收电路
1.2光信号输入电路
1.3计数电路
2.干扰因素的处理:
2.1 环境中的非稳定光源的影响:
2.2 由于干涉条纹自身特点产生的不稳定因素而形成的干扰:
2.3 电源的50Hz工频干扰 
3. 应用举例

基于迈克尔逊干涉实验中用人眼观察干涉条纹的不便性和不同实验人对同一次实验或者同一实验人对几次实验所得的结果不同,并且在观察过程中出现的由于抖动而产生的对实验数据产生影响等问题,我们设想通过运用学习过的模拟电路和数字电路知识,设计制作一种仪器来完成条纹的计数工作,由此提高实验数据的准确性和说服力。并且我们设计的该干涉条纹可逆计数仪更可以配合测量仪器应用到其他许多领域,比如通过对微小位移或者微小形变来达到工作所需要的精度等等。此外,该仪器的制作成本相对比较低,能为广大的高校、研究机构所接受,操作简便。
1工作原理:
1.1光信号接收电路
该电路主要由三个光电三极管组成,这三个光电三极管在整个实验中相当于可逆计数仪的“眼睛”,用来接收迈克尔逊干涉仪输出的条纹信号,并且将信号输入到下一级处理单元。而且条纹的辨向也与三个光电三极管的分布位置相关。其中一个三极管接收到的环境光强作为比较基准,另外两个三极管接收到的光强即可与其进行比较而达到辨向的目的。





图1 光信号接收电路
1.2光信号输入电路
该电路即将前一级电路传递过来的信息通过ST288A集成电路进行处理。此芯片的使用即是该可逆计数器的亮点之处也是核心之处。其引脚功能如图(2)所示。它具有多种功能,它的双向脉冲输出功能,完成了方向的辨别处理,将原来的信号赋予了“方向”,由正反方向脉冲输出到计数器电路完成数字信号的累加,并且该芯片具有内部整形电路和数字滤波功能,结合三个光电三极管的分布去除了抖动误差。该集成电路还利用差分放大电路消除了背景光的影响。整体电路如图(3)所示。

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