专利名称：全自动球面干涉仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学仪器，特别是涉及一种全自动球面干涉仪。
背景技术：
随着光学技术的不断发展，干涉仪得到了越来越普遍的使用。现有的球面干涉仪的镜头在竖直方向的位置由手动或是通过电机驱动定位，镜头的位置完全由操作者凭经验调节，使用时不仅速度慢，而且操作非常不便。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种调节速度快、操作方便的全自动球面干涉仪。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是全自动球面干涉仪，镜头固定在电移平台上，电移平台与电机和驱动器连接，在驱动器上还连接有控制器。
本实用新型的有益效果是由于在驱动器上连接了控制器，通过单片机能够使驱动器和电机驱动镜头自动运行到合适的位置并产生干涉条纹，调节速度快、精度高且操作非常方便。


图1是全自动球面干涉仪的第一种实施例的结构示意图。
图2是全自动球面干涉仪的第二种实施例的结构示意图。
图3是全自动球面干涉仪的第三种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例1图1是全自动球面干涉仪的第一种实施例的结构示意图。镜头1固定在电移平台2上，电移平台2由电机3驱动，使镜头1能随着电移平台2的移动在竖直方向上自由移动。控制器9控制驱动器10，控制器9的核心芯片采用ADI(Analog Device Inc)公司的ADuC812单片机，它集成了51内核、8KBflash程序存储器、640Bflash数据存储器、2个12位DAC、8通道12位ADC、基准电源、看门狗电路和UART接口。键盘11与控制器9相连，键盘11可采用标准小键盘，与控制器9的通讯协议为PS/2，显示器12采用16×2液晶字符显示器。在控制器9上还连接了微调旋钮13，微调旋钮13是一个电位器，其电压由ADuC812单片机的一路ADC转换输入，能对电移平台2进行微小移动。上述控制器的核心芯片、键盘和显示器也可采用其它类型的匹配的芯片、键盘和显示器。
电移平台2的最下和最上端都设有限位开关。假设电移平台2最下端的位置为镜头1的基准点，工装桌面5距离基准点的高度为H1，工装6的直径为D，高度为H2，镜头1的曲率半径为R1，被测镜7的曲率半径为R2，则镜头1距离基准点的位置P可按下式计算得到P=H1+H2-R2±R22-(D2)2]]>其中当被测镜为凹镜时“±”取“-”，为凸镜时取“+”。
工作时，为保证系统可靠高效的运行，必须先设置一些合适的参数，包括电机3的步进速度(手动慢速、手动快速和自动速度)、镜头1参数(镜头曲率半径和高度)、工装桌面5距离镜头1基准点的高度等，这些参数是保证系统可靠运行的关键，因此参数的设置和修改必须要有密码保护。然后通过键盘11输入必须的参数，包括被测镜7的曲率半径和凹凸性、工装6的高度和直径。当控制器9获得这些参数后，按上述公式计算出镜头1移动的距离P，然后自动通过驱动器10和电机3驱动镜头1运行到合适的位置并产生干涉条纹。
由于干涉仪自身和所给参数的误差，自动调节很难直接产生稳定的干涉条纹，一般还需要进行手动微调。键盘11上设置了快速、慢速、连续调节和点动调节，同时还可以通过微调旋钮13进行微调。
上述限位开关可以采用角隅反射镜和红外开关组合使用的装置，限位开关的作用是使镜头1移动到极限位置时，电机不再向上移动。
为了方便更换镜头1，本实用新型还有镜头复位的功能，使电移平台2能迅速移到最下端。
实施例2由于上述全自动球面干涉仪采用的是步进电机开环控制，精度为0.5um。若要进一步提高精度，需采用闭环伺服控制系统。图2是全自动球面干涉仪的第二种实施例的结构示意图，其结构为在控制器9上还连接了光栅尺8，以光栅尺8为检测元件，光栅尺8可以自动读取镜头1在竖直方向上的位置，并将镜头1在竖直方向的位置数据传送给控制器9，控制器9将光栅尺8传来的位置数据与按公式计算的数据进行比较，如相同，说明镜头1已到位置，如不同，则控制器9控制电机3继续转动，直到相同为止，这样本实用新型的定位精度可以提高一倍以上。
实施例3另一提高精度的方法是串接压电陶瓷14。图3是全自动球面干涉仪的第三种实施例的结构示意图。压电陶瓷是一种陶瓷材料，通过改变加在它上面的电压，它的长度会发生纳米级变化，其结构如下压电陶瓷14连接在镜头1和电移平台2之间，当需要微调时，调节微调旋钮13改变加在压电陶瓷14上的电压，从而使压电陶瓷14的长度产生纳米级的精确变化，从而推动镜头1产生微小位移。这样本实用新型的定位精度为纳米级。
权利要求1.全自动球面干涉仪，镜头(1)固定在电移平台(2)上，电移平台(2)与电机(3)和驱动器(10)连接，其特征在于在驱动器(10)上还连接有控制器(9)。
2.按照权利要求1所述的全自动球面干涉仪，其特征在于所述控制器(9)的核心芯片采用ADuC812单片机。
3.按照权利要求1或2所述的全自动球面干涉仪，其特征在于所述控制器(9)上连接有微调旋钮(13)。
4.按照权利要求1或2所述的全自动球面干涉仪，其特征在于所述控制器(9)上连接了光栅尺(8)。
5.按照权利要求1或2所述的全自动球面干涉仪，其特征在于在所述镜头(1)和电移平台(2)之间连接了压电陶瓷(14)。
专利摘要本实用新型提供了一种调节速度快、操作方便的全自动球面干涉仪。其镜头固定在电移平台上，电移平台与电机和驱动器连接，在驱动器上还连接有控制器。由于在驱动器上连接了控制器，通过单片机能够使驱动器和电机驱动镜头自动运行到合适的位置并产生干涉条纹，调节速度快且操作非常方便。
文档编号G01B9/02GK2679642SQ20042003254
公开日2005年2月16日 申请日期2004年1月13日 优先权日2004年1月13日
发明者王涛, 刘华 申请人:成都太科光电技术有限责任公司