凸透镜焦距测量装置

1.本实用新型属于电子技术领域，涉及一种凸透镜焦距测量装置。


背景技术：

2.透镜分为凸透镜、凹透镜两类，中间比边缘厚的是凸透镜，中间比边缘薄的是凹透镜。我们一般使用的透镜是薄透镜，它中央的厚度比构成透镜的球面半径小得多。凸透镜对光有会聚作用，平行与主光轴的光线通过凸透镜后会聚在焦点上，焦点到光心的距离叫焦距。习惯上规定凸透镜的焦距定为正值。凹透镜对光有发散，规定凹透镜的焦距定为负值。
3.激光测距传感器先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。
4.显示器是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
5.单片微型计算机简称单片机，它最早是被用在工业控制领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过不同的程序实现不同的功能，通过程序，用单片机可以方便的控制led灯、数码管点亮和电动机的转速，可以方便的产生各种随机数字并进行运算。通过程序可以实现产品的高智能，高效率，以及高可靠性。目前单片机控制显示器的程序已经很成熟，普遍应用在各个领域中。


技术实现要素：

6.在物理实验室或眼镜配制中心，经常需要测量凸透镜焦距。通常使用几何光学中透镜成像的方法进行测量和计算，测量和计算过程比较复杂，本实用新型的目的在于设计一种结构简单、使用方便、造价低廉的凸透镜焦距测量装置，可以自动读取凸透镜焦距的数值，测量精度较高。
7.为实现上述目的，本实用新型包括滑轨、支架、光源、反射板、凸透镜、光屏、激光测距传感器、电源、单片机、显示器，其特征是：支架有3个，它们均安装在滑轨上并可以在滑轨上自由的左右移动，在左边支架的顶端固定光源，在中间支架的顶端固定凸透镜，在中间支架的右侧固定反射板，在右边支架的上部固定激光测距传感器，在右边支架的顶端固定光屏，凸透镜、光屏的中心与光源所发出的光在一条水平线上，反射板的中心与激光测距传感器发出的激光在一条水平线上。
8.进一步地，所述的电源为直流电源，用于向光源、激光测距传感器、单片机、显示器供电。
9.进一步地，所述的单片机包括单片机最小系统、p0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机内部具有模数转换器，电源、激光测距传感器、显示器分别与单片机电连接，单片
机接收激光测距传感器的数据并根据预设程序控制显示器显示的数值。
10.本实用新型的有益之处是：用于物理实验室或眼镜配制中心，可以自动测量凸透镜焦距的数值，测量精度较高。
附图说明
11.图1凸透镜焦距测量装置整体示意图；
12.图2凸透镜焦距测量装置电路结构示意图；
13.图中：1.滑轨，2.支架，3.光源，4.反射板，5.凸透镜，6.光屏，7.激光测距传感器，8.电源，9.单片机，10.显示器。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。
15.如图1-2所示，本实施例凸透镜焦距测量装置由滑轨1、支架2、光源3、反射板4、凸透镜5、光屏6、激光测距传感器7、电源8、单片机9、显示器10构成，其特征是：支架2有3个，它们均安装在滑轨1上并可以在滑轨1上自由的左右移动，在左边支架2的顶端固定光源3，在中间支架2的顶端固定凸透镜5，在中间支架2的右侧固定反射板4，在右边支架2的上部固定激光测距传感器7，在右边支架2的顶端固定光屏6，凸透镜5、光屏6的中心与光源3所发出的光在一条水平线上，反射板4的中心与激光测距传感器7发出的激光在一条水平线上。
16.进一步地，所述的电源8为直流电源，用于向光源3、激光测距传感器7、单片机9、显示器10供电。
17.进一步地，所述的单片机9包括单片机最小系统、p0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机9内部具有模数转换器，电源8、激光测距传感器7、显示器10分别与单片机9电连接，单片机9接收激光测距传感器7的数据并根据预设程序控制显示器10显示的数值。
18.本实施例中，所述的显示器10采用液晶显示器，当然在不同的实施例中还可以采用led显示器等。
19.本实施例中，光源3发射平行的单色光，经凸透镜5后汇聚于光屏6上，调节凸透镜5和光屏6的位置，使光线汇聚与光屏6的一点上，这时光屏6与凸透镜5的距离就是凸透镜5的焦距。焦距的测量使用激光测距传感器7进行，它发出的激光经过反射板4反射后部分返回到激光测距传感器7，激光测距传感器7输出的电信号送入单片机9处理，单片机9记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离，单片机9控制数据送入显示器10显示。
20.本实用新型中光源3、凸透镜5、激光测距传感器7、电源8、单片机9、显示器10均为市购产品。在使用过程中，本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过单片机9编程完成对激光测距传感器7输出信号的计算，并算出凸透镜5的焦距后送入显示器10显示，实现焦距的自动测量功能。
21.本实用新型用于物理实验室或眼镜配制中心，可以自动测量凸透镜5焦距的数值，测量精度较高。


技术特征：
1.凸透镜焦距测量装置，其特征在于：凸透镜焦距测量装置由滑轨、支架、光源、反射板、凸透镜、光屏、激光测距传感器、电源、单片机、显示器构成，支架有3个，它们均安装在滑轨上并可以在滑轨上自由的左右移动，在左边支架的顶端固定光源，在中间支架的顶端固定凸透镜，在中间支架的右侧固定反射板，在右边支架的上部固定激光测距传感器，在右边支架的顶端固定光屏，凸透镜、光屏的中心与光源所发出的光在一条水平线上，反射板的中心与激光测距传感器发出的激光在一条水平线上。2.根据权利要求1所述的凸透镜焦距测量装置，其特征在于：所述的电源为直流电源，用于向光源、激光测距传感器、单片机、显示器供电。3.根据权利要求1所述的凸透镜焦距测量装置，其特征在于：所述的单片机包括单片机最小系统、p0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机内部具有模数转换器，电源、激光测距传感器、显示器分别与单片机电连接，单片机接收激光测距传感器的数据并根据预设程序控制显示器显示的数值。

技术总结
本实用新型公开了一种凸透镜焦距测量装置。包括：滑轨、支架、光源、反射板、凸透镜、光屏、激光测距传感器、电源、单片机、显示器，支架有3个，它们均安装在滑轨上并可以在滑轨上自由的左右移动，在左边支架的顶端固定光源，在中间支架的顶端固定凸透镜，在中间支架的右侧固定反射板，在右边支架的上部固定激光测距传感器，在右边支架的顶端固定光屏，凸透镜、光屏的中心与光源所发出的光在一条水平线上，反射板的中心与激光测距传感器发出的激光在一条水平线上。本实用新型用于物理实验室或眼镜配制中心，可以自动测量凸透镜焦距的数值，测量精度较高。精度较高。精度较高。


技术研发人员：孙福玉 曹万苍 李焕鹏 聂哲星
受保护的技术使用者：赤峰学院
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/7/15