專利名稱:八用數(shù)顯光電綜合測(cè)控裝置的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種光電測(cè)控裝置，特別是一種用于光電實(shí)驗(yàn)常用項(xiàng)目測(cè)控的八用數(shù)顯光電綜合測(cè)控裝置。
現(xiàn)有用于激光全息攝影和光學(xué)信息處理方面、控制激光束通斷的電子快門，其測(cè)控裝置是美國(guó)喬頓公司Es－100型電子快門系統(tǒng)。它采用常規(guī)的模擬技術(shù)和指針指示，僅具有光強(qiáng)測(cè)量、積分控制和定時(shí)控制三種功能，其測(cè)控精度及穩(wěn)定性欠佳，且用途狹窄。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可廣泛用于包括光學(xué)信息處理、激光全息攝影在內(nèi)的光電實(shí)驗(yàn)常用測(cè)控項(xiàng)目的八用數(shù)顯光電綜合測(cè)控裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它依靠其內(nèi)部設(shè)置的操作碼作為測(cè)控方式轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)，每一種測(cè)控方式對(duì)應(yīng)有一個(gè)不同的操作碼。操作碼由操作碼編碼單元給出，裝置內(nèi)部的開關(guān)電路可按照操作碼轉(zhuǎn)換各主要功能部件的工作方式或工作參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)各種不同測(cè)控方式之間的轉(zhuǎn)換。整個(gè)裝置由輸入變換單元、計(jì)數(shù)顯示單元、操作碼編碼單元、附件插接開關(guān)、快門驅(qū)動(dòng)單元組成。輸入變換單元有運(yùn)算放大器、VFC模塊、施密特觸發(fā)器及有關(guān)開關(guān)電路。該單元主要進(jìn)行輸入信號(hào)的變換。計(jì)數(shù)顯示單元由計(jì)數(shù)器、顯示器、數(shù)據(jù)設(shè)定開關(guān)、小數(shù)點(diǎn)譯碼電路、時(shí)基時(shí)序電路及有關(guān)操作開關(guān)電路組成，主要進(jìn)行測(cè)控?cái)?shù)字的計(jì)數(shù)與顯示。操作碼編碼單元由編碼計(jì)數(shù)器、操作碼調(diào)整電路、工作方式譯碼顯示電路組成。該單元主要提供八種不同的控制編碼信號(hào)，可使輸入變換單元從光模擬、光脈沖、電模擬、電脈沖四種信號(hào)中選擇其一，進(jìn)行變換；同時(shí)，使計(jì)數(shù)顯示單元具有頻率測(cè)量和數(shù)字積分控制二種工作方式；四種輸入信號(hào)與二種工作方式的組合，實(shí)現(xiàn)了光功率密度測(cè)量、光能量密度積分控制、光脈沖頻率測(cè)量、光脈沖計(jì)數(shù)控制、數(shù)字電壓測(cè)量、數(shù)字定時(shí)控制、電脈沖頻率測(cè)量、電脈沖計(jì)數(shù)控制八種光電項(xiàng)目的測(cè)控。還可按附件插接開關(guān)、遙控開關(guān)提供的信號(hào)自動(dòng)調(diào)整操作碼。當(dāng)操作碼編碼單元與計(jì)算機(jī)接口連接并設(shè)置與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換時(shí)，該裝置可成為計(jì)算機(jī)可編程外設(shè)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了整機(jī)多用化，通過輸入信號(hào)與工作方式的組合，可進(jìn)行八種光電項(xiàng)目的測(cè)控，同時(shí)，每一種測(cè)控不因多用化降低其測(cè)控精度與穩(wěn)定性。操作碼編碼單元與電子計(jì)算機(jī)接口連接并設(shè)置與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換時(shí)，則本發(fā)明也可以成為計(jì)算機(jī)可編程外設(shè)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是該裝置的整體原理方框圖。
圖2是該裝置輸入變換單元的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3是該裝置計(jì)數(shù)顯示單元的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4是該裝置操作碼編碼單元的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖5是該裝置與電子計(jì)算機(jī)接口連接的可編程外設(shè)原理示意圖。
圖中1是光探測(cè)信號(hào)，2是電信號(hào)，3是操作碼調(diào)整信號(hào)，4是手動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)，5是操作碼，6是計(jì)數(shù)脈沖，7是控制信號(hào)，8是輸出數(shù)據(jù)，9是輸入數(shù)據(jù)，10是異步交換信號(hào)，11是原始碼。
圖1所示，本實(shí)用新型包括輸入變換單元、操作碼編碼單元、計(jì)數(shù)顯示單元、附件插接開關(guān)、快門驅(qū)動(dòng)單元。
圖2所示，輸入變換單元中包括有高阻運(yùn)算放大器、VFC模塊、施密特觸發(fā)器、操作開關(guān)電路和選擇開關(guān)電路。對(duì)于光模擬信號(hào)，高阻運(yùn)算放大器接成I／V變換方式，將光電流線性轉(zhuǎn)換成模擬電壓；對(duì)于電壓模擬信號(hào)，高阻運(yùn)算放大器接成跟隨器方式。運(yùn)算放大器輸出的模擬電壓輸入VFC模塊，線性變換成對(duì)應(yīng)于光模擬信號(hào)和電模擬信號(hào)頻率的計(jì)數(shù)脈沖。對(duì)于光脈沖信號(hào)，運(yùn)算放大器接成可調(diào)增益的反相放大器；對(duì)于電脈沖信號(hào)，運(yùn)算放大器接成可調(diào)增益的同相放大器。運(yùn)算放大器輸出的脈沖波形，經(jīng)一施密特觸發(fā)器加以整形，操作開關(guān)電路按操作碼從光模擬信號(hào)、光脈沖信號(hào)、電模擬信號(hào)、電脈沖信號(hào)中選擇其中一種，進(jìn)行輸入信號(hào)的變換。
如圖3所示，在操作碼控制下的計(jì)數(shù)顯示單元具有頻率測(cè)量和數(shù)字積分控制二種工作方式。在測(cè)量頻率工作方式下，由時(shí)基時(shí)序電路控制脈沖數(shù)；時(shí)基門電路中裝有秒脈沖發(fā)生器，通過石英振蕩來保證測(cè)頻精度，此時(shí)，顯示器所顯示的數(shù)字即為頻率值。在數(shù)字積分控制工作方式下，由數(shù)據(jù)設(shè)定開關(guān)予置積分值，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)時(shí)，由計(jì)數(shù)器控制電子快門驅(qū)動(dòng)單元開啟快門；當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到該設(shè)定積分值時(shí)，由計(jì)數(shù)器給出比較信號(hào)控制電子快門關(guān)閉。
圖4操作碼編碼單元的編碼計(jì)數(shù)器是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以用手動(dòng)按鈕推動(dòng)，也可用其它操作方式。若用手動(dòng)按鈕推動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)測(cè)控項(xiàng)目的手動(dòng)轉(zhuǎn)換；若使用面板按鈕操作或遙控操作等，則通過附件插接開關(guān)由操作碼調(diào)整電路對(duì)操作碼進(jìn)行測(cè)控項(xiàng)目的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。操作碼編碼單元譯碼顯示電路提供測(cè)量方式的指示。
圖5所示本實(shí)用新型增加一個(gè)接口電路其邏輯電平一致于計(jì)算機(jī)接口電平，與之連接，此時(shí)，計(jì)數(shù)顯示單元的數(shù)據(jù)可輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)又可分別輸入計(jì)數(shù)器與操作碼編碼單元，再加上必要的異步變換信號(hào)，即構(gòu)成一計(jì)算機(jī)可編程的多用激光電子快門測(cè)控器，其功能相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的一種專用可編程外設(shè)。
本實(shí)用新型所能進(jìn)行的八種光電項(xiàng)目的測(cè)控功能是這樣實(shí)現(xiàn)的
1、光功率密度測(cè)量在進(jìn)行光功率密度測(cè)量時(shí)，輸入變換單元的運(yùn)算放大器接成I／V變換器，將光電池輸出的正比于光功率密度的短路電流線性變換成電壓，此電壓又經(jīng)VFC模塊線性變換成一定頻率的脈沖。在操作碼控制下，此時(shí)計(jì)數(shù)顯示單元處于測(cè)量頻率工作方式，選擇開關(guān)把經(jīng)過VFC變換的脈沖串輸入計(jì)數(shù)顯示單元，顯示器上所示數(shù)字即為光功率密度。
2、光能密度積分控制在進(jìn)行光能密度積分控制時(shí)，輸入變換單元中運(yùn)算放大器接成I／V變換方式，將光電流變換成電壓并經(jīng)VFC模塊變換成與光功率密度成正比頻率的脈沖串。此時(shí)，計(jì)數(shù)顯示單元處于數(shù)字積分控制工作方式，計(jì)數(shù)開始時(shí)開啟快門驅(qū)動(dòng)單元，計(jì)數(shù)到數(shù)據(jù)設(shè)定開關(guān)予置計(jì)數(shù)值時(shí)關(guān)閉快門，在快門啟閉時(shí)間內(nèi)，光電池處接收到與予置值相一致的光能密度。
3、光脈沖頻率測(cè)量在進(jìn)行光脈沖頻率測(cè)量時(shí)，輸入變換單元中運(yùn)算放大器接成一可調(diào)增益的反相放大器，可以把光探測(cè)器檢測(cè)到的脈沖信號(hào)調(diào)整放大到一定幅度，并輸入到施密特觸發(fā)器整形成方波，當(dāng)選擇開關(guān)將該脈沖序列輸入到處于測(cè)量頻率工作方式下的計(jì)數(shù)顯示單元時(shí)，顯示器上所示數(shù)字即為光脈沖頻率值。
4、光脈沖計(jì)數(shù)控制在進(jìn)行光脈沖計(jì)數(shù)控制時(shí)，輸入變換單元中運(yùn)算放大器接成可調(diào)增益的反相放大器，把光探測(cè)器檢測(cè)到的脈沖信號(hào)調(diào)整放大到一定幅度并經(jīng)施密特觸發(fā)器整形成方波，此時(shí)計(jì)數(shù)顯示單元處于數(shù)字積分控制工作方式，計(jì)數(shù)開始時(shí)開啟快門驅(qū)動(dòng)單元，計(jì)數(shù)到數(shù)據(jù)設(shè)定開關(guān)予置值時(shí)關(guān)閉快門，在快門啟閉時(shí)間內(nèi)，光電探測(cè)器檢測(cè)到與予置值相一致的光脈沖數(shù)。
5、數(shù)字電壓測(cè)量在進(jìn)行數(shù)字電壓測(cè)量時(shí)，該裝置可視為數(shù)字電壓表。此時(shí)，輸入變換單元中運(yùn)算放大器接成一個(gè)電壓跟隨器，將輸入電壓輸入VFC模塊入口，此電壓經(jīng)VFC線性變換成一定頻率的脈沖，選擇開關(guān)把該脈沖輸入處于測(cè)量頻率工作方式下的計(jì)數(shù)顯示單元，顯示器顯示數(shù)字即為輸入電壓值。
6、數(shù)字定時(shí)控制在進(jìn)行數(shù)字定時(shí)控制時(shí)，計(jì)數(shù)顯示單元處于數(shù)字積分控制工作方式。為了提高精度，計(jì)數(shù)脈沖不來自輸入變換單元，而直接取之于測(cè)頻用的時(shí)基信號(hào)，這時(shí)快門驅(qū)動(dòng)單元啟閉時(shí)間將與予置值一致。
7、電脈沖頻率測(cè)量在進(jìn)行電脈沖頻率測(cè)量時(shí)，輸入變換單元的運(yùn)算放大器接成一可調(diào)增益的同相放大器，可把電脈沖信號(hào)調(diào)整放大到一定幅度，并經(jīng)施密特觸發(fā)器整形成方波，當(dāng)選擇開關(guān)將該脈沖序列輸入到處于測(cè)量頻率工作方式下的計(jì)數(shù)顯示單元時(shí)，顯示器上所示數(shù)字即為電脈沖頻率值。
8、電脈沖計(jì)數(shù)控制在進(jìn)行電脈沖計(jì)數(shù)控制時(shí)，輸入變換單元所處工作狀態(tài)與電脈沖頻率測(cè)量時(shí)相同，此時(shí)，計(jì)數(shù)顯示單元處于數(shù)字積分控制工作方式，在快門啟閉時(shí)間內(nèi)，電探頭檢測(cè)到的電脈沖數(shù)與予置值相一致。
權(quán)利要求
1.一種八用數(shù)顯光電綜合測(cè)控裝置，其特征在于該裝置由輸入變換單元、操作碼編碼單元、計(jì)數(shù)顯示單元、附件插接開關(guān)、快門驅(qū)動(dòng)單元組成，它依靠其內(nèi)部設(shè)置的操作碼做為測(cè)控參數(shù)及工作方式轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)，在操作碼控制下，該裝置可選擇四種輸入信號(hào)并具有二種工作方式，四種輸入信號(hào)與二種工作方式的組合，使得每一種測(cè)控方式對(duì)應(yīng)有一個(gè)不同的操作碼，通過手動(dòng)轉(zhuǎn)換或自動(dòng)轉(zhuǎn)換改變操作碼可實(shí)現(xiàn)八種光電測(cè)控項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換，并可與計(jì)算機(jī)接口連接做為計(jì)算機(jī)可編程外設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于該裝置可以選擇的四種輸入信號(hào)為光模擬信號(hào)、光脈沖信號(hào)、電模擬信號(hào)、電脈沖信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于該裝置可進(jìn)行八種光電測(cè)控項(xiàng)目為光功率密度測(cè)量、光能量密度積分控制、光脈沖頻率測(cè)量、光脈沖計(jì)數(shù)控制、數(shù)字電壓測(cè)量、數(shù)字定時(shí)控制、電脈沖頻率測(cè)量、電脈沖計(jì)數(shù)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于輸入變換單元有至少一塊高阻運(yùn)算放大器和VFC模塊，并且具有施密特觸發(fā)器及有關(guān)開關(guān)電路，在操作碼控制下，該單元可以從光模擬、電模擬、光脈沖、電脈沖四種信號(hào)中選擇其一，進(jìn)行輸入信號(hào)的變換。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于計(jì)數(shù)顯示單元具有時(shí)基時(shí)序電路、數(shù)據(jù)設(shè)定開關(guān)、小數(shù)點(diǎn)選擇電路及有關(guān)操作開關(guān)電路，在操作碼控制下，計(jì)數(shù)顯示單元可以具有頻率測(cè)量和數(shù)字積分控制二種工作方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于操作碼編碼單元有編碼計(jì)數(shù)器、操作碼調(diào)整電路、工作方式譯碼顯示電路，該單元提供八種不同的控制編碼信號(hào)，可以使輸入變換單元從光模擬、電模擬、光脈沖、電脈沖四種信號(hào)中選擇其一；同時(shí)，使計(jì)數(shù)顯示單元具有頻率測(cè)量、數(shù)字積分控制二種工作方式；四種輸入信號(hào)與二種工作方式的組合，實(shí)現(xiàn)了光功率密度測(cè)量、光能量密度積分控制、光脈沖頻率測(cè)量、光脈沖計(jì)數(shù)控制、數(shù)字電壓測(cè)量、數(shù)字定時(shí)控制、電脈沖頻率測(cè)量、電脈沖計(jì)數(shù)控制八種項(xiàng)目的測(cè)控。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的裝置，其特征在于，該操作碼編碼單元的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可用手動(dòng)按鈕推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)控項(xiàng)目的手動(dòng)轉(zhuǎn)換，也可通過附件插接開關(guān)由操作碼調(diào)整電路對(duì)操作碼進(jìn)行測(cè)控項(xiàng)目的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征在于，操作碼編碼單元可使用面板按鈕操作或遙控操作進(jìn)行測(cè)控項(xiàng)目的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于若增加一個(gè)邏輯電平一致于計(jì)算機(jī)接口電平的接口電路，使該裝置與計(jì)算機(jī)連接，則計(jì)數(shù)顯示單元的數(shù)據(jù)可輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)又可分別輸入計(jì)數(shù)器與操作碼編碼單元，再加上必要的異步變換信號(hào)，即可構(gòu)成一計(jì)算機(jī)可編程的多用激光電子快門測(cè)控器，其功能相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的一種專用可編程外設(shè)。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及一種光電測(cè)控裝置。為實(shí)現(xiàn)整機(jī)多用化，提供了一種八用數(shù)顯光電綜合測(cè)控裝置。它由輸入變換、操作碼編碼、計(jì)數(shù)顯示、附件插接開關(guān)、快門驅(qū)動(dòng)等單元組成，依靠其內(nèi)部設(shè)置的操作碼作為測(cè)控參數(shù)轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)，可進(jìn)行光功率密度測(cè)量、光能密度積分控制、光脈沖頻率測(cè)量、光脈沖計(jì)數(shù)控制、數(shù)字電壓測(cè)量、數(shù)字定時(shí)控制、電脈沖頻率測(cè)量、電脈沖計(jì)數(shù)控制八種光電項(xiàng)目的測(cè)控，可用于光學(xué)信息處理、激光全息攝影和其他光學(xué)實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK86207747SQ86207747
公開日1987年7月8日 申請(qǐng)日期1986年9月30日
發(fā)明者何毓寧 申請(qǐng)人:何毓寧導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan