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第 31卷 第 1期 吉 林 化 工 学 院 学 报 V01．31NO．1 2014年 1月 JOURNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGY Jan． 2014 文章编号：1007-2853(2014)01-0115-04 虚拟牛顿环光参量测试仪 张淑萍 ，孙 逍 ，于道贺 ，黄翠荣 ，于跃月 ，王艳秋 (1．北华大学 物理学院，吉林 吉林 132013；2．北华大学 电气信息学院，吉林 吉林 132021) 摘要：虚拟仪器在测试测量领域、自动控制和工业控制领域有着广泛的应用．本文以虚拟牛顿环光参量 的测量为例，介绍了虚拟仪器在物理实验中的具体应用． 关 键 词：虚拟仪器；LabVIEW；牛顿环 中图分类号：O439；0441．1 文献标志码：A 虚拟仪器 (VirtualInstruments，简称为VI)是 表面是平面的空气薄层，其厚度从中心接触点到 一 种对现实中的各种仪器用计算机进行模拟的软 边缘逐渐增加．离接触点等距离的地方，厚度相 件．它能实现实体仪器所能完成 的大部分功 同，等厚膜的轨迹是以接触点为中心的圆 ． 能 ． 虚拟仪器把计算机的处理器、存储器、显示器 和仪器的数模变换器、模数变换器、数字输入输出 等结合到一起，用于数据的分析处理、传输、显示 等．它充分利用了计算机的优势，可对数据进行大 量计算和存储 J． 图1 两反射光 的干涉 1 虚拟牛顿环光参量测试仪 设透镜的曲率半径为R，r为环形干涉条纹的 目前使用较为广泛的虚拟平台是美国NI公司 半径，牛顿环的明、暗纹半径分别为 的LabVIEW，该平台将计算机的数据分析和显示 rm= mRA (暗纹) 能力与仪器驱动程序整合在一起，为用户设计虚拟 厂——————————_ r = ^／(2m一1) ·了A (亮纹) 仪器提供了友好界面．LabVIEW能够为用户提供 V 简明、直观、易用的图形编程方式，能够将繁琐复杂 式中，m为干涉条纹的级数，rm为第 m级暗纹的 的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能、并 半径，r 为第m级明纹的半径． 且用线条将各种功能连接起来，省时方便． 以上两式表明，当A已知时，只要测出第 m 使用LabVIEW_4别制作虚拟仪器完成对平凸 级亮环 (或暗环)的半径，就可以计算出透镜的曲 透镜曲率半径的测量，实验用到的硬件有通用计 率半径R；相反，当 已知时，即可算出A． 算机和数据采集卡．数据采集卡由美国NI公司生 假定附加厚度为 口，取第m、n级暗条纹，则对 产，型号为PCI一6024E． 应的暗环半径为 2 1．1 测试原理 r =atRA ±2Ra 光路如图1所示．当一块曲率半径很大的平 r =nRA+2Ra 凸透镜的凸面放在一块光学平板玻璃上，在透镜 1．2 程序设计和算法 的凸面和平板玻璃间形成一个上表面是球面，下 根据牛顿环 是一系列同心圆的特点，我们 收稿 日期：2013-09—10 作者简介：张淑萍