专利名称：薄凹透镜焦距自动测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物理实验仪器的设计与制造技术领域，尤其涉及一种薄凹透镜焦距自动测量装置。
背景技术：
在大学物理实验中，薄透镜焦距的测量是最基本的实验。常用的测量方法有:自准法、物距-像距法、共轭法以及透镜组合法。测量薄凹透镜的焦距主要采用透镜组合法。无论哪种方法，都需要人眼去判断成像的清晰程度，进而确定像屏位置。由于个人的视觉习惯不同和像差的限制，因此，像屏位置一般很难准确确定，测量结果的精度一般都不高。此外光源、物屏和像屏选取的不同，也会对成像清晰程度的判断带来一定的影响。综上所述，如果这些影响因素叠加，测量结果可能会出现较大误差。现有技术中有如下光学原理:如果图像不清晰，特别是边缘模糊时，是由于实物边缘点发出的光线并没有汇聚到像屏上造成的。因此当图像清晰时，即光线汇聚于像屏上时光照强度为最大。依据上述光学原理可以进行薄凹透镜焦距的测量。具体地，当物屏到凹透镜卡槽的距离为定值a时，根据凹薄透镜成像公式(I):
权利要求1.一种薄凹透镜焦距自动测量装置，其特征在于，所述装置包括:LED光源、光源滤镜、黑色带孔物屏、可滑动挡板、凸透镜、凹透镜卡槽、光强传感器、黑色像屏、传动杆、电动机、液晶显示屏、CPU控制器、启动开关、超声波测距传感器、运行底座和支架、装置外壳和状态指示灯，其中， 所述CPU控制器是所述装置的中央控制器，负责所有输入数据的处理和控制信号的输出； 所述LED光源为所述装置提供光源； 所述光源滤镜是一凸透镜，所述LED光源设置在所述光源滤镜的焦平面上，以保证射到所述黑色带孔物屏上的光线为平行光线； 所述黑色带孔物屏是一带有I字形孔的黑色面板； 所述可滑动挡板用于使所述装置内各光学器件相对于外界密封，从而使凹透镜焦距测量过程不会受到外界光线的影响； 所述凸透镜用于与待测凹透镜形成组合透镜，从而进行凹透镜焦距的测量； 所述凹透镜卡槽是一半圆形卡槽，用于容纳待测凹透镜； 所述光强传感器附着在所述黑色像屏上，以进行光强度的检测，并将检测结果送至所述CPU控制器进行处理； 所述黑色像屏固定在所述传动杆上，可随所述传动杆移动； 所述电动机驱动所述传动杆的移动； 所述传动杆带有螺纹，在所述电动机的驱动下带动固定在其上的所述黑色像屏移动；所述超声波测距传感器固定在所述黑色带孔物屏的下端，以测量所述黑色带孔物屏和所述黑色像屏之间的距离，并将测量结果送至所述CPU控制器进行处理； 所述运行底座和支架支持所述装置的各光学器件，并保证各光学器件的光心均处于同一高度； 所述液晶显示屏数字显示所测凹透镜的焦距； 所述状态指示灯指示所述装置中各可控部件的运行状态； 所述启动开关用于接通所述装置的电源以启动所述装置；以及 所述装置外壳为所述装置内的光学器件和其他部件提供机械保护。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述CPU控制器实现为所述装置中的主控电路板。
专利摘要本实用新型公开了一种薄凹透镜焦距自动测量装置，所述装置包括LED光源、光源滤镜、黑色带孔物屏、可滑动挡板、凸透镜、凹透镜卡槽、光强传感器、黑色像屏、传动杆、电动机、液晶显示屏、CPU控制器、启动开关、超声波测距传感器、运行底座和支架、装置外壳和状态指示灯。本实用新型装置通过光强的检测精确地判断成像的清晰程度，从而有效地提高了薄凹透镜焦距的测量精度。本实用新型的装置先进合理，自动化程度高，测量快速准确，是一种有效的薄凹透镜焦距自动测量装置。
文档编号G01M11/02GK203037448SQ20132000471
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者宋宏伟, 王启银, 杨春华, 郭小龙 申请人:山西省电力公司大同供电分公司, 国家电网公司