[实用新型]一种差动光通量电桥法测量带材微位移的装置

说明书

本实用新型公开了一种差动光通量电桥法测量带材微位移的装置。待测对象带材置于第一第二透镜之间，光源发出的光束，经过第一透镜汇聚成平行光束后，再经第二透镜汇聚入射到电桥光电测量电路的光敏电阻上，经第一透镜出射的光束一部分被带材阻挡，另一部分直接入射到第二透镜，电桥光电测量电路再经过转换放大器后输出电压表征微位移，并精确求出电压与微位移的关系式。本实用新型将微小位移的变化利用差动光通量实现转变和测量，并通过直流电桥光电转换电路来测量差动光通量，再经过转换放大器后输出电压，能用于准确地测量带材微小位移，提高微小位移的测量精度。

技术领域

本实用新型涉及了一种测量物体微位移的装置，尤其是涉及了一种差动光通量电桥法测量带材微位移的装置。

背景技术

物理实验中测量微小形变量的装置和方式较多，主要有光杠杆法、千分表法、单缝衍射法、光干涉法和传感器法等。准确的位移测量系统越来越成为各领域研究的内容，因此，增加微小位移测量装置有着重要的意义。现有的位移测量装置大致有3类：机械测量，电学测量，光学测量等。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型所提供了一种差动光通量电桥法测量带材微位移的装置，是一个集光学、电学、力学和计算机技术于一体的测量带材微位移的实验仪器系统。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型主要包括光源、透镜组、待测对象、电桥光电测量电路；透镜组包括第一透镜和第二透镜，待测对象为带材，带材置于第一透镜和第二透镜之间，光源发出的光束，经过第一透镜汇聚成平行光束后，再经第二透镜汇聚入射到电桥光电测量电路的光敏电阻上，经第一透镜出射的光束一部分被带材阻挡，另一部分直接入射到第二透镜，电桥光电测量电路的输出端通过转换放大器与外部计算机连接。

所述的电桥光电测量电路包括第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8和转换放大器，来自第二透镜出射的光束照射到第一光敏电阻R1上，第二光敏电阻R2完全被遮光罩遮挡，由第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、电阻R3、电阻R4构成桥式电路，第一光敏电阻R1 和电阻R3串联后分别接电源电压和地，第二光敏电阻R2和电阻R4串联后分别接电源电压和地，第一光敏电阻R1和电阻R2之间引出经电阻R5后连接到放大器的反相输入端，第二光敏电阻R2和电阻R4之间引出经电阻R6后连接到放大器的正相输入端，转换放大器的正相输入端经电阻R6后接地，放大器的反相输入端经电阻R8和输出端连接，将放大器的输出端输出电压发送到Arduino板，导出电压与微位移的关系公式，最后Arduino板接入计算机。这样，其中第一光敏电阻作为测量元件，另一第二光敏电阻作为温度补偿元件，将用遮光罩覆盖，两个光敏电阻R1、R2和另外两个固定值电阻R3、R4组成一个电桥电路。

所述的带材为不透光的物件具体可采用横截面为矩形钢板。

所述的带材沿垂直于光轴方向靠近/远离光轴地移动。

所述的光源、透镜组和电桥光电测量电路的光敏电阻R1同光轴布置。

所述的光敏电阻R2为遮光光敏电阻。光敏电阻受光照敏感，光照越强电阻越小，无任何光照则电阻最大。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型构建了差动光通量法测量带材微位移的实验装置，并通过直流电桥和光电转换电路的方式来测量差动光通量，提高了测量精度，得了较好效果。

本实用新型把微小位移转化为差动光通量进行测量，能够帮助微小位移的测量精度提高，并利用直流电桥电路测量电信号，用于分析处理准确获得微位移的测量。

本实用新型利用了光电式传感器对带材(横截面为矩形的材料)微小位移测量，所以进一步提高了光通过量的改变量与微位移量的比例，测量误差进一步减小。

附图说明