CN105241557B - 一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置，属于物理实验教学设备领域。该装置采用上位机控制器为核心控制单元，通过单片机，步进电机驱动器和步进电机控制迈克尔逊干涉仪读数鼓轮转动实现可动反射镜的移动，利用数据采集卡、硅光电池、电压信号放大器等测量干涉条纹中心的亮度，得到条纹中心亮度与步进电机转动步数（反映可动反射镜位置）的关系，从而计算出激光波长。本发明消除了条纹计数误差的影响，干涉条纹中心亮度的测量，采集和可动反射镜的移动均实现了自动化，提高了测量的效率，采集的同时，上位机软件自动绘出条纹中心亮度与可动反射镜位置的关系图，并自动保存数据和图像，测量速度快，精度高，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及物理实验教学仪器技术领域，具体涉及一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置及其使用方法。
背景技术
迈克尔逊干涉仪的本质是薄膜干涉，是利用分振幅法获取相干光以实现干涉，通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。目前用的较多的是等倾干涉条纹，此时固定反射镜和可动反射镜垂直，在屏上观察到的是一组明暗相间的同心圆条纹，干涉条纹的级次以圆心为最大。当可动反射镜移动时，相当于薄膜的厚度发生变化，观察者将看到条纹从中心向外涌出或陷入中心。每当可动反射镜移动半个波长的时候，就有一个条纹从中心涌出或陷入中心，中心的亮暗情况也发生一次变化。
传统的迈克尔逊干涉实验中，要数出“涌出”或“陷入”的条纹个数N，读出可动反射镜移动的距离Δd，利用公式计算出激光波长λ。这种实验方式包括以下缺陷：为了减小误差，通常要通过人工计数来数出上百个干涉条纹，容易引起视觉疲劳，并且由于实验中干涉条纹不可避免的会有一些晃动，容易导致计数出现错误，而多次测量又会加重学生负担；为了确定可动反射镜的位置，需要读毫米刻度尺、读数窗口和读数鼓轮上的读数，由于光学实验一般都在黑暗的环境中进行，频繁的读数很不方便；在调节和测量过程中，必须非常细心和耐心，转动读数鼓轮时要缓慢、均匀，增加了劳动强度；为了防止引起回程差，每次测量时必须沿同一方向转动读数鼓轮，途中不能倒退；为了测量读数准确，使用干涉仪前必须对读数单元进行校正。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明的目的是提供一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置，不仅能从根本上消除回程差，提高数据采集效率，而且能快速、自动、准确地测量条纹中心的亮度与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)之间的关系，从而计算出激光波长。
本发明的另一目的是提供一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置，包括上位机控制器、氦氖激光器发光单元、迈克尔逊干涉仪、数据采集单元及可动反射镜移动单元，所述上位机控制器内置设有C语言编程方式的条纹测控软件；
所述迈克尔逊干涉仪上分别设有分光板、补偿板、固定反射镜及可动反射镜，且所述迈克尔逊干涉仪具有读数鼓轮，所述读数鼓轮套接有转轴；
所述氦氖激光器发光单元发出的光通过一扩束器传递给所述迈克尔逊干涉仪；
所述数据采集单元包括设有接收屏的屏幕固定架、电压信号放大模块、数据采集卡、双向转换器及KOB串口转USB转换器，所述接收屏接收来自所述迈克尔逊干涉仪的光波，且所述接收屏上设有硅光电池，所述硅光电池依次与所述电压信号放大模块、所述数据采集卡、所述双向转换器及所述KOB串口转USB转换器相连，所述KOB串口转USB转换器与所述上位机相连，所述电压信号放大模块还连接有供给电源Ⅰ，所述数据采集卡还连接有供给电源Ⅱ；
所述可动反射镜移动单元包括设有步进电机的电机固定架、单片机及步进电机驱动器，所述单片机与所述上位机控制器相连，且所述单片机依次与所述步进电机驱动器、所述步进电机相连，所述步进电机还通过联轴器与所述读数鼓轮的转轴相连，所述步进电机驱动器还可设定步进角，使所述迈克尔逊干涉仪的读数鼓轮按照所述步进电机驱动器的指挥转动，所述步进电机驱动器还与所述供给电源Ⅱ相连；
所述数据采集卡的采集周期与所述步进电机驱动器接收的脉冲周期相同，且所述数据采集卡的采集周期设置在1000mS以上。
优选的是，所述条纹测控软件显示有设置通信参数、设置测量参数、开始测量、测量数据及绘制曲线、保存数据等功能，所述设置通信参数包括设置采集卡串口和电机串口，所述设置测量参数包括采集数量和采集周期，所述开始测量包括点动测量和自动测量。
所述电压信号放大模块输入端具有的IN和GND分别与所述硅光电池的正极与负极相连，所述电压信号放大模块输出端具有的OUT和GND分别与所述数据采集卡输入端的AIN1和V-(或ACOM)相连。
所述电压信号放大模块的+V和-V分别与所述供给电源Ⅰ的+12VA和-12VA相连，且电压信号放大模块的G与所述供给电源Ⅰ的GND相连。
所述步进电机的输入端分别与所述步进电机驱动器的A+、A-、B+、B-相连。
所述步进电机驱动器的和分别与所述供给电源Ⅱ的正极和负极相连。
所述供给电源Ⅰ和所述供给电源Ⅱ均采用直流稳压电源，且所述供给电源Ⅰ设定电压为±12V，所述供给电源Ⅱ设定电压为12-24V。
一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
1)所述上位机控制器设置好通信参数和测量参数，手动控制开始测量并发出指令给所述单片机，所述单片机给所述步进电机驱动器发脉冲，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动，带动所述读数鼓轮的转轴转动，同时带动可动反射镜前后移动，调节电机支架和迈克尔逊干涉仪使其在步进电机转动时能保持稳定，此时所述氦氖激光器发光单元发射的光经扩束器后依次入射到所述迈克尔逊干涉仪的分光板、补偿板、固定反射镜及可动反射镜上，经调节后在所述接收屏上出现等倾干涉条纹，同时调节所述接收屏的位置使所述硅光电池处在条纹的中心上，且所述硅光电池的大小与条纹大小一致，光线垂直入射；
2)所述可动反射镜在前后移动过程中，所述硅光电池通过与所述电压放大模块相连，将等倾干涉条纹亮度信息转化为电压值，经所述数据采集卡采集后，此时条纹测控软件将采集到的数据绘制成条纹中心亮暗情况与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)的关系图，当采集数量达到所述条纹测控软件的设定数量后，所述可动反射镜停止移动，所述条纹测控软件将数据保存并最终导出；
3)通过Origin软件处理所述条纹测控软件给出的数据，找出等倾干涉条纹中心亮度的极大值点，由于步进电机每走3200步读数鼓轮旋转一周，可动反射镜移动的距离为0.01mm，所以，从第1个极大值到第20个极大值，可动反射镜移动的距离为
上述公式中的1976是第20个极大值，60是第一个极大值，
在等倾干涉中，条纹中心对应于光线垂直入射的状态，根据薄膜干涉理论有此处，共冒出19个条纹，所以N＝19，所以，激光波长为
已知所用氦氖激光器波长的理论值λ0＝632.8nm，所以相对误差
根据计算出的相对误差来说明本发明的测量精度高低。
本发明的有益效果是：本发明以所述上位机控制器为核心，通过所述数据采集卡采集所述硅光电池经所述电压信号放大模块处理后的电压值，间接获得所述可动反射镜不同位置时等倾干涉条纹中心的亮度信息，通过单片机和步进电机驱动器控制步进电机的转动，利用步进电机带动所述读数鼓轮的转轴转动，从而实现所述可动反射镜的前后移动，以达到对等倾干涉条纹中心亮度信息的自动测量；同时在获得数据后，将不同位置的等倾干涉条纹中心亮度数据绘制成二维直角坐标图，从而得到直观的等倾干涉条纹中心亮度变化与所述步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)关系图，测试完毕后，数据和图片可以保存和输出，方便快捷的完成了对数据的采集。
本发明利用步进电机带动所述读数鼓轮的转轴以实现可动反射镜的移动，不仅代替人工实现了可动反射镜的自动化移动，而且容易准确地确定可动反射镜的位置，更重要的是消除了回程差，不仅提高了可动反射镜位置测量的精度，而且保证了测量的效率。
本发明利用所述迈克尔逊干涉仪将氦氖激光器发光单元发出的激光转化为光波，利用电压信号放大模块将硅光电池输出的微弱的电压信号放大，便于采集和分析，难度小，效果直观。
本发明利用数据采集卡采集电压信号放大模块输出的直流电压信号，从而间接获取了等倾干涉条纹中心亮度变化数据，所述数据采集卡输出端通过所述双向转换器及所述KOB串口转USB转换器的转换，最终与所述上位机相连，不仅电路简单，成本低，而且保证了较高的数据采集效率。
本发明利用所述步进电机驱动器驱动步进电机，所述步进电机驱动器能准确设定步进角，使所述可动反射镜的前后移动完全按照步进驱动器的指挥均匀移动，使所述条纹测控软件能准确绘制出等倾干涉条纹中心亮度变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)关系图，从而提高了本发明的精度。
本发明中所述数据采集卡的采集周期和所述步进电机驱动器接收的脉冲周期相同，采集和驱动同时开始时，数据采集较快，电机驱动较慢，由于步进电机的振动顺着步进电机和读数鼓轮之间的联轴器传给迈克尔逊干涉仪，引起干涉条纹的抖动，为此所述数据采集卡的采集周期设定为1000mS以上，减少测量误差。
与现有技术相比，本发明采用所述上位机控制器连接的所述数据采集卡直接采集硅光电池输出的电压值，精确度高，从根本上消除了回程差，消除了实验中的人为误差，极大地提高了采集数据点的效率；采集到的硅光电池输出电压数据通过所述条纹测定软件可以实时绘出等倾干涉条纹中心亮度变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)关系图，而且能保存、输出数据和图像以供进一步分析和研究使用。
附图说明
下面结合附图及实施例，对本发明的结构及特征做进一步说明。
图1是本发明的方框原理示意图。
图2是本发明中所述步进电机与所述联轴器相连的结构示意图。
图3是本发明中设有硅光电池的接收屏。
图4是本发明中所述条纹测控软件的流程图。
图5是本发明实施例中所述条纹测控软件绘制的等倾干涉条纹中心亮度变化与所述步进电机转动步数关系图。
图6是本发明实施例中利用Origin软件处理后的等倾干涉条纹中心亮度变化与所述步进电机转动步数关系图。
具体实施方式
参看图1—图3所示，一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置，包括上位机控制器、氦氖激光器发光单元、迈克尔逊干涉仪、数据采集单元及可动反射镜移动单元，所述上位机控制器内置设有C语言编程方式的条纹测控软件；
所述迈克尔逊干涉仪上分别设有分光板、补偿板、固定反射镜及可动反射镜，且所述迈克尔逊干涉仪具有读数鼓轮，所述读数鼓轮套接有转轴；
所述氦氖激光器发光单元发出的光通过一扩束器传递给所述迈克尔逊干涉仪；
所述数据采集单元包括设有接收屏的屏幕固定架、通用型MV电压信号放大模块、RS485数据采集卡、双向转换器及KOB串口转USB转换器，所述接收屏接收来自所述迈克尔逊干涉仪的光波，且所述接收屏上设有硅光电池，所述硅光电池依次与所述电压信号放大模块、所述数据采集卡、所述RS485转232双向转换器及所述KOB串口转USB转换器相连，所述KOB串口转USB转换器与所述上位机相连，所述通用型MV电压信号放大模块还连接有供给电源Ⅰ，所述数据采集卡采用20路RS485采集卡，所述数据采集卡还还连接有供给电源Ⅱ；
所述可动反射镜移动单元包括设有步进电机(42HBS48BJ4)的电机固定架、单片机(STC89C52)及步进电机驱动器(ZD-8731)，所述单片机与所述上位机控制器相连，且所述单片机依次与所述步进电机驱动器、所述步进电机相连，所述步进电机还通过联轴器与所述读数鼓轮的转轴相连，所述步进电机驱动器还可设定步进角，使所述迈克尔逊干涉仪的读数鼓轮按照所述步进电机驱动器的指挥均匀移动，所述步进电机驱动器还与所述供给电源Ⅱ相连；
所述数据采集卡的采集周期与所述步进电机驱动器接收的脉冲周期相同，且所述数据采集卡的采集周期设置在1000mS以上。
参看图4为本发明中所述条纹测控软件的流程图。
(1)开始；
(2)设置采集卡串口和电机串口；
(3)设置采集周期和采集次数；
(4)测量数据及绘制曲线；
(5)保存数据。
参看图5，所述条纹测控软件显示有设置通信参数、设置测量参数、开始测量、测量数据及绘制曲线、保存数据等功能，所述设置通信参数包括设置采集卡串口和电机串口，所述设置测量参数包括采集数量和采集周期，所述开始测量包括点动测量和自动测量，点动测量可帮助使用者在测量前观察等倾干涉条纹亮度情况，所述测量数据及绘制的曲线即为等倾干涉条纹亮度变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)关系图。
本发明在使用时，所述上位机控制器设置好通信参数和测量参数，手动控制开始测量并发出指令给所述单片机，所述单片机给所述步进电机驱动器发脉冲，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动，带动所述读数鼓轮的转轴转动，同时带动可动反射镜前后移动，调节电机支架和迈克尔逊干涉仪使其在步进电机转动时能保持稳定，此时所述氦氖激光器发光单元发射的光经扩束器后依次入射到所述迈克尔逊干涉仪的分光板、补偿板、固定反射镜及可动反射镜上，经调节后在所述接收屏上出现等倾干涉条纹，同时调节所述接收屏的位置使所述硅光电池处在条纹的中心上，且所述硅光电池的大小与条纹大小一致，光线垂直入射；所述可动反射镜在前后移动过程中，所述硅光电池通过与所述电压放大模块相连，将等倾干涉条纹亮度信息转化为电压值，经所述数据采集卡采集后，此时条纹测控软件将采集到的亮度信息绘制成条纹中心亮暗情况与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)的关系图，当采集数量达到所述条纹测控软件的设定数量后，所述可动反射镜停止移动，所述条纹测控软件将数据保存并最终导出；
利用步进电机带动迈克尔逊干涉仪读数鼓轮的转动，不仅代替人工实现了可动反射镜的移动，而且容易准确确定可动反射镜的位置。读数鼓轮每转一周，可动反射镜移动0.01mm，步进电机的步距角经细分后设为0.1125°，所以，步进电机每走一步，可动反射镜移动3.125nm，通过计算脉冲个数，可以准确知道可动反射镜移动的距离，从而可以方便地确定激光的波长。
将本发明中的所述条纹测控软件保存的数据用Origin软件处理，可得到等倾干涉条纹中心的亮度变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)的关系图，如图6所示。比较可知，所述条纹测控软件给出的条纹中心亮暗情况与步进电机转动步数关系图与Origin软件处理得到的条纹中心亮暗情况与步进电机转动步数关系图反映的规律是一样的，只不过，Origin软件给出的条纹中心亮暗变化曲线更平滑，处理更方便一些。利用Origin软件的寻峰功能，可以快速将亮度的极值点找出来。图6中，横坐标是步进电机走的步数K，纵坐标是表示条纹中心亮度的电压值。由于步进电机每走3200步读数鼓轮旋转一周，可动反射镜移动的距离为0.01mm，所以，从第1个极大值到第20个极大值，可动反射镜移动的距离为在等倾干涉中，条纹中心对应于光线垂直入射的状态，根据薄膜干涉理论有此处，共冒出19个条纹，所以N＝19。所以，激光波长
已知所用氦氖激
光器波长的理论值λ0＝632.8nm，所以相对误差这个误差很小，说
明本发明的新型迈克尔逊干涉条纹测控装置具有较高的精度。
对于测量数据点位置和测量数目的选取，应尽量遵循上课时间的需要。由于氦氖激光器的波长为632.8nm，在等倾干涉条件下，可动反射镜移动的距离Δd与条纹中心陷入或涌出的条纹的个数N(或者说是条纹中心亮暗交替变化的周期数N)之间的关系为而步进电机每走一步，可动反射镜移动3.125nm，所以，步进电机移动的步数为消除误差影响，可以取整数N≈20，则每次实验中步进电机走的步数K≈2000，如果周期为1000mS，测量一次需要的总时间为t≈33min，刚好符合一节课45分钟的需要。
对于硅光电池来说，为了测量条纹中心亮度的变化情况，需要将光波信号转化为电压信号，硅光电池刚好能实现这个功能，由于氦氖激光器的波长是632.8nm，可以选择型号为G0606M-I，品牌为BOSEN的硅光电池，其光谱响应范围为550nm-750nm，峰值波长为650nm，响应时间为20μS，光敏面积为6mm×6mm，完全满足设计需求。
对于电压信号放大模块来说，由于迈克尔逊干涉实验中，屏上干涉条纹的亮度不高，硅光电池产生的电压比较弱，只有100mV～200mV,而数据采集卡的精度为几个mV，直接采集的话误差太大，为减小误差，使用通用型MV电压信号放大模块，将硅光电池产生的电压信号放大20-30倍，然后再输给数据采集卡采集，大大减小了测量的相对误差；
所述电压信号放大模块输入端具有的IN和GND分别与所述硅光电池的正极与负极相连，所述电压信号放大模块输出端具有的OUT和GND分别与所述数据采集卡输入端的AIN1和V-(或ACOM)相连；RS485采集卡的485G与所述RS485转232双向转换器的GND相连，RS485数据采集卡的485A+与所述RS485转232双向转换器的T/R+相连，所述RS485采集卡的485B-与所述RS485转232双向转换器的T/R-相连；所述RS485转232双向转换器的串口端与KOB232转USB转化器的串口端相连，所述KOB232转USB转换器的USB端与所述上位机控制器的USB口连接；所述供给电源Ⅰ的+12VA,-12VA,GND分别与所述电压信号放大模块的V+,V-和GND连接，给电压信号放大模块供电；所述RS485数据采集卡的V+和步进电机驱动器的DC电源的连接后共同接到电源2的正极，RS485采集卡的V-和步进电机驱动器的DC电源的连接后共同接到电源2的负极。
所述供给电源Ⅰ和所述供给电源Ⅱ均采用直流稳压电源，且所述供给电源Ⅰ设定电压为±12V，所述供给电源Ⅱ设定电压为12-24V。
对于测量数据的显示与储存，测试出2000个测试点的数据，每一个点都有自己的横坐标和电压值，而我们想要得到的是条纹中心亮度变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)的关系图，条纹测控软件具有绘图功能，横坐标代表步进电机所走的步数K，纵坐标代表由条纹中心亮度转换成的电压值，每测量一个数据，图上就绘制一个点，当数据多了以后，这些点就排列成一条曲线，曲线的起伏，反应了条纹中心亮度随步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)的变化情况，同时条纹测控软件可以将测量数据以excel格式保存和输出。数据拷贝后，可以利用Origin软件进行进一步分析和处理。由于相邻的两个亮度极大值之间的水平距离刚好等于λ/2。而相邻数据点的水平距离是3.125nm,因此，可以方便地确定出激光波长。
对于步进电机来说，由于步进电机是一步一步地走的，所以，肯定会有振动，步进电机的震动顺着步进电机和读数鼓轮之间的联轴器传给迈克尔逊干涉仪，引起干涉条纹的抖动，这势必加大测量误差，本发明中，数据采集的周期和电机驱动信号的周期是相同的，但是，采集比驱动迅速，为了避免测量误差，要适当延长采集和驱动周期(1000mS以上)，当采集卡采集信号的时候，上次电机驱动引起的条纹的抖动已经停止。这样就可以很好地避免电机振动对测试的影响。
所述步进电机的输入端分别与所述步进电机驱动器的A+、A-、B+、B-相连。所述步进电机驱动器的和分别与所述供给电源Ⅱ的正极和负极相连，步进电机驱动器的脉冲+和方向+并联后接STC89C52单片机的P40口，步进电机驱动器的脉冲-接STC89C52单片机的P8口，步进电机驱动器的方向-接STC89C52单片机的P7口，STC89C52单片机的P20口接地，STC89C52单片机的P18口与P19口之间接一个11.0592MHz的晶振，STC89C52单片机的P10口和P11口通过USB线与所述上位机控制器的USB接口连接。
传统的迈克尔逊干涉实验，在调整好光路和干涉仪后，要读出可动反射镜的位置，然后沿同一方向旋转读数鼓轮，仔细观察屏上的干涉条纹“涌出”或“陷入”的个数。每隔50或100个条纹，记录一次可动反射镜的位置，共记录250个或500个条纹，读6个位置的读数，填入表格，每2个读数求得1个波长，共求得3个波长，最后再计算3个波长的平均值作为最终的测量结果，为了防止引进回程差，每次测量时必须沿同一方向转动读数鼓轮，途中不能倒退，不管什么原因引起条纹晃动导致计数出错，都必须从头再测，不仅繁琐、疲劳，而且很容易出错。
本发明利用上位机通过采集卡和电压信号放大模块直接量化和采集硅光电池产生的电压信号，通过软件直接给出能反应条纹中心亮度的电压变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)关系图；利用单片机、步进电机驱动器和步进电机实现可动反射镜的移动。不仅效率高，而且准确度高。此外，本发明在使用硅光电池测量可动反射镜在不同位置时条纹中心亮度的过程中，可动反射镜始终朝一个方向运动，直至测量结束，利用软件直接给出条纹中心亮度变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)关系图。和传统的迈克尔逊干涉仪相比，从根本上克服了回程误差。
本发明消除了回程误差，可动反射镜的运动、数据的量化、采集、存储均实现了自动化，提高了数据采集的效率。采集的同时，上位机自动绘出条纹中心亮度变化与步进电机转动步数(反映可动反射镜位置)关系图。本发明原理简单、成本低廉、容易操作、效果直观，可取代传统的手动测量，在激光波长的测量，教学和研究方面具有重要意义，具有推广价值。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法，其特征在于：该新型迈克尔逊干涉条纹测控装置，包括上位机控制器、氦氖激光器发光单元、迈克尔逊干涉仪、数据采集单元及可动反射镜移动单元，所述上位机控制器内置设有C语言编程方式的条纹测控软件；
所述迈克尔逊干涉仪上分别设有分光板、补偿板、固定反射镜及可动反射镜，且所述迈克尔逊干涉仪具有读数鼓轮，所述读数鼓轮套接有转轴；
所述氦氖激光器发光单元发出的光通过一扩束器传递给所述迈克尔逊干涉仪；
所述数据采集单元包括设有接收屏的屏幕固定架、电压信号放大模块、数据采集卡、双向转换器及KOB串口转USB转换器，所述接收屏接收来自所述迈克尔逊干涉仪的光波，且所述接收屏上设有硅光电池，所述硅光电池依次与所述电压信号放大模块、所述数据采集卡、所述双向转换器及所述KOB串口转USB转换器相连，所述KOB串口转USB转换器与所述上位机相连，所述电压信号放大模块还连接有供给电源Ⅰ，所述数据采集卡还连接有供给电源Ⅱ；
所述可动反射镜移动单元包括设有步进电机的电机固定架、单片机及步进电机驱动器，所述单片机与所述上位机控制器相连，且所述单片机依次与所述步进电机驱动器、所述步进电机相连，所述步进电机还通过联轴器与所述读数鼓轮的转轴相连，所述步进电机驱动器还可设定步进角，使所述迈克尔逊干涉仪的读数鼓轮按照所述步进电机驱动器的指挥均匀移动，所述步进电机驱动器还与所述供给电源Ⅱ相连；
所述数据采集卡的采集周期与所述步进电机驱动器接收的脉冲周期相同，且所述数据采集卡的采集周期设置在1000ms以上；
所述条纹测控软件显示有设置通信参数、设置测量参数、开始测量、测量数据及绘制曲线、保存数据等功能，所述设置通信参数包括设置采集卡串口和电机串口，所述设置测量参数包括采集数量和采集周期，所述开始测量包括点动测量和自动测量；
该新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法，包括以下步骤：
1）所述上位机控制器设置好通信参数和测量参数，手动控制开始测量并发出指令给所述单片机，所述单片机给所述步进电机驱动器发脉冲，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动，带动所述读数鼓轮的转轴转动，同时带动可动反射镜前后移动，调节电机支架和迈克尔逊干涉仪使其在步进电机转动时能保持稳定，此时所述氦氖激光器发光单元发射的光经扩束器后依次入射到所述迈克尔逊干涉仪的分光板、补偿板、固定反射镜及可动反射镜上，经调节后在所述接收屏上出现等倾干涉条纹，同时调节所述接收屏的位置使所述硅光电池处在条纹的中心上，且所述硅光电池的大小与条纹大小一致，光线垂直入射；
2）所述可动反射镜在前后移动过程中，所述硅光电池通过与所述电压放大模块相连，将等倾干涉条纹亮度信息转化为电压值，经所述数据采集卡采集后，此时条纹测控软件将采集到的亮度信息绘制成条纹中心亮暗情况与步进电机转动步数的关系图，当采集数量达到所述条纹测控软件的设定数量后，所述可动反射镜停止移动，所述条纹测控软件将数据保存并最终导出；
3）通过Origin软件处理所述条纹测控软件给出的数据，找出等倾干涉条纹中心亮度的极大值点，由于步进电机每走3200步读数鼓轮旋转一周，可动反射镜移动的距离为，所以，从第1个极大值到第20个极大值，可动反射镜移动的距离为； 在等倾干涉中，条纹中心对应于光线垂直入射的状态，根据薄膜干涉理论有，此处，共冒出19个条纹，N=19，由此激光波长
，已知所用氦氖激光器波长的理论值，所以相对误差，这个误差很小，说明该新型迈克尔逊干涉条纹测控装置具有较高的精度。
2.根据权利要求1所述的新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法，其特征在于：所述电压信号放大模块输入端具有的IN和GND分别与所述硅光电池的正极与负极相连，所述电压信号放大模块输出端具有的OUT和GND分别与所述数据采集卡输入端的AIN1和V-相连。
3.根据权利要求1所述的新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法，其特征在于：所述电压信号放大模块的+V和-V分别与所述供给电源Ⅰ的+12VA和-12VA相连，且电压信号放大模块的G与所述供给电源Ⅰ的GND相连。
4.根据权利要求1所述的新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法，其特征在于：所述步进电机的输入端分别与所述步进电机驱动器的A+、A-、B+、B-相连，所述步进电机驱动器的和分别与所述供给电源Ⅱ的正极和负极相连。
5.根据权利要求1所述的新型迈克尔逊干涉条纹测控装置的使用方法，其特征在于：所述供给电源Ⅰ和所述供给电源Ⅱ均采用直流稳压电源，且所述供给电源Ⅰ设定电压为±12V，所述供给电源Ⅱ设定电压为12-24V。
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