CN214372307U - 一种数字式球径仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字式球径仪，包括依次连接器的迈克尔逊激光干涉仪，用于产生干涉光信号；光电探测单元，用于将所述干涉光信号转换为电信号；放大单元、滤波单元以及整形单元，分别用于对所述电信号依次进行放大、滤波、整形处理，得到方波信号；倍频判向单元，用于对所述方波信号进行处理并控制所述计数单元进行脉冲计数；显示单元，用于实时显示脉冲数。本实用新型提供的数字式球径仪可以获得精度较高的球面曲率半径，整个测量过程中无测量力的影响，且测量时对被测件安装定位无特殊要求，误差环节较少，同时不会损坏被测件的表面。

Description

一种数字式球径仪

技术领域

本实用新型属于检测领域，具体涉及一种数字式球径仪。

背景技术

球径仪，顾名思义是用来测量球面曲率半径的一种仪器。在光学工业中，测定透镜曲率半径的计量仪器是必不可少的。目前测定曲率半径的仪器，使用比较广泛的是机械式光学精密球径仪，这种仪器主要由测环、测量杆和读数显微镜三部分组成。

随着信息技术的发展，越来越多的球径仪出现了，且不断地向着多样化方向发展。例如超精密自动球径仪提供了一种简单的测量球面曲率半径的方法；可变径接触式球径仪，其由微机、步进电机、直线导轨、光栅尺和滚轴丝杆等部件组成，是一种测量球面镜球半径的可变径接触式球径仪；新型环形球径仪，通过对理论球径公式的非线性二元函数进行数学变换，使球面曲率半径与测环半径、矢高值分别成为不同比值的线性关系，并采用相应的机构后实现了直接测读。

然而，上述球径仪在测量过程中均会受到测量力的影响，且测量时对被测件安装定位要求较高，导致测量误差较大，影响测量结果。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种数字式球径仪。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种数字式球径仪，包括依次连接器的迈克尔逊激光干涉仪、光电探测单元、放大单元、滤波单元、整形单元、倍频判向单元、计数单元以及显示单元；其中，

所述迈克尔逊激光干涉仪用于产生干涉光信号；

所述光电探测单元用于将所述干涉光信号转换为电信号；

所述放大单元、所述滤波单元以及所述整形单元分别用于对所述电信号依次进行放大、滤波、整形处理，得到方波信号；

所述倍频判向单元用于对所述方波信号进行处理并控制所述计数单元进行脉冲计数；

所述显示单元用于实时显示脉冲数。

在本实用新型的一个实施例中，所述放大单元包括LM324同相运算放大器。

在本实用新型的一个实施例中，所述滤波单元包括一一阶有源低通滤波电路。

在本实用新型的一个实施例中，所述整形单元包括电压比较器。

在本实用新型的一个实施例中，所述倍频判向单元采用四倍频判向电路。

在本实用新型的一个实施例中，所述显示单元采用LED数码动态显示电路实时显示所述脉冲数。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的数字式球径仪利用迈克尔逊干涉仪的白光干涉零级暗条纹测出平面与被测球面相交的圆直径及相应的矢高值，通过结合放大、滤波、倍频判向处理后，可以获得精度较高的球面曲率半径，整个测量过程中无测量力的影响，且测量时对被测件安装定位无特殊要求，误差环节较少，同时不会损坏被测件的表面。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种数字式球径仪结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的一阶有源低通滤波电路图；

图3是本实用新型实施例提供的四倍频判向电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种数字式球径仪结构框图，包括依次连接器的迈克尔逊激光干涉仪、光电探测单元、放大单元、滤波单元、整形单元、倍频判向单元、计数单元以及显示单元；其中，

所述迈克尔逊激光干涉仪用于产生干涉光信号；

所述光电探测单元用于将所述干涉光信号转换为电信号；

所述放大单元、所述滤波单元以及所述整形单元分别用于对所述电信号依次进行放大、滤波、整形处理，得到方波信号；

所述倍频判向单元用于对所述方波信号进行处理并控制所述计数单元进行脉冲计数；

所述显示单元用于实时显示脉冲数。

具体地，本实施例利用迈克尔逊干涉仪的白光干涉零级暗条纹测出平面与被测球面相交的圆直径及相应的矢高值后，便可求得球面曲率半径，通过结合放大、倍频、判向等处理后，可以获得很高的精度。

此外，本实施例采用迈克尔逊激光干涉仪测量曲率半径的数字系统，还可以实现测量与显示的快速与自动化。

进一步地，光电探测单元选取光敏三极管作为探测器件，其是整个信号处理系统的前置部分，是连接光学系统测量光路和处理电路的纽带。光电探测器将光强信号转换成相应的电信号，并输出给下一级信号处理电路。

进一步地，放大单元包括LM324同相运算放大器，其主要作用是放大输入端的电压值。

在本实施例中，滤波单元包括一一阶有源低通滤波电路，其可以消除与传感器检测的信号无关的其余信号，更好的保证了所需信号的放大。

具体地，请参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一阶有源低通滤波电路图，其主要是通过在RC低筒电路的输出端加上一个放大器，形成一阶有源RC低通滤波电路。

在本实施例中，整形单元主要是将正弦波转变为方波。具体地，本实施例利用鉴别准确、反映灵敏、抗干扰能力强、有保护措施的电压比较器完成这个功能。

进一步地，所述倍频判向单元采用四倍频判向电路。

具体地，请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的四倍频判向电路图，其主要由D触发器、单稳电路以及与非门组成。其中，Va、Vb、F0为光敏三极管的输出，F0为是D触发器接收数据用的时钟信号，D触发器的输出信号送至单稳电路的上跳沿触发端B以及具有集电极开路输出端的与非门的各个输入端。

本实施例采用四倍频判向电路通过对脉冲电平变化，得到计数单元是该做减法还是加法，从而控制技术单元进行脉冲计数，实现数字式功能。并将脉冲数实时显示在显示单元。具体地，本实施例选用LED数码动态显示电路进行实时显示。

本实施例提供的数字式球径仪利用迈克尔逊干涉仪的白光干涉零级暗条纹测出平面与被测球面相交的圆直径及相应的矢高值，通过结合放大、滤波、倍频判向处理后，可以获得精度较高的球面曲率半径，整个测量过程中无测量力的影响，且测量时对被测件安装定位无特殊要求，误差环节较少，同时不会损坏被测件的表面。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种数字式球径仪，其特征在于，包括依次连接器的迈克尔逊激光干涉仪、光电探测单元、放大单元、滤波单元、整形单元、倍频判向单元、计数单元以及显示单元；其中，

所述迈克尔逊激光干涉仪用于产生干涉光信号；

所述光电探测单元用于将所述干涉光信号转换为电信号；

所述放大单元、所述滤波单元以及所述整形单元分别用于对所述电信号依次进行放大、滤波、整形处理，得到方波信号；

所述倍频判向单元用于对所述方波信号进行处理并控制所述计数单元进行脉冲计数；

所述显示单元用于实时显示脉冲数。

2.根据权利要求1所述的数字式球径仪，其特征在于，所述放大单元包括LM324同相运算放大器。

3.根据权利要求1所述的数字式球径仪，其特征在于，所述滤波单元包括一一阶有源低通滤波电路。

4.根据权利要求1所述的数字式球径仪，其特征在于，所述整形单元包括电压比较器。

5.根据权利要求1所述的数字式球径仪，其特征在于，所述倍频判向单元采用四倍频判向电路。

6.根据权利要求1所述的数字式球径仪，其特征在于，所述显示单元采用LED数码动态显示电路实时显示所述脉冲数。

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