一种LED波长测量装置的制作方法

文档序号:11373697阅读:545来源:国知局

本实用新型涉及测量领域,尤其涉及一种LED波长测量装置。



背景技术:

普通的单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点,可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮,它数据电流控制型半导体器件,使用时需要串接合适的限流电阻。由于适应性好、应用范围广,采用发光二极管测量单色光的波长已被作为大学物理实验中的经典实验项目。

目前,大学物理实验中测量单色的波长实验多采用衍射光栅来测量波长,光栅是一种重要的分光元件,能够产生谱线间距离较宽的匀排光谱,首先调节望远镜与平行光管,使得光轴垂直于仪器转轴,当单色光垂直射到光栅平面时,透过每一狭缝的光都要产生衍射,经过透镜汇聚后相互干涉,在焦平面形成一些列的亮线,对应不同的衍射级次,通过已知的光栅常数,采用分光计测出K级衍射对应的衍射角,通过波长计算公式可以得到单色光波长。

然而,通过上述衍射光栅测量波长存在如下问题:第一,高压汞灯的驱动电源较复杂,对稳定性要求较高,使得高压汞灯的亮度不易调节,并且容易损坏,实验中只能通过改变光源与光电管之间的距离来调节入射光强度;第二,通过衍射光栅来测量波长的方式操作繁琐,对人员要求较高,光的衍射显现明显,导致读书容易造成误差;第三,仪器价格较高,实验中光栅为可移动的,如果移动不当会使得光栅摔坏。



技术实现要素:

本实用新型提供一种LED波长测量装置,克服了现有技术中采用衍射光栅的测量波长操作繁琐的缺陷,同时能够提高波长测量精度,降低实验成本。

本实用新型提供了一种LED波长测量装置,包括:LED光源、用于驱动所述 LED光源的可调恒压源、用于记录所述LED光源实时电流的电流模块、用于记录所述LED光源实时电压的电压模块、用于输出所述LED光源实时电压的电压输出端以及用于输出所述LED光源实时电流的电流输出端;

所述LED光源分别与所述可调恒压源、所述电压模块并联,所述LED光源与所述电流模块串联,所述电压输出端与所述电压模块相连,所述电流输出端与所述电流模块相连。

可选地,所述装置还包括:

用于包围所述LED光源的遮光箱体。

可选地,所述装置还包括:

用于安装所述LED光源的电路板,所述电路板放置于所述遮光箱体内

可选地,所述装置还包括:

用于调节所述LED光源亮度的滑动变阻器,所述滑动变阻器与所述LED光源相连。

可选地,所述可调恒压源上设有调节所述可调恒压源电压大小的恒压源调节旋钮。

可选地,所述装置还包括:

用于计算所述LED光源实时电压与所述LED光源实时电流的计算机,所述计算机分别与电流输出端、电压输出端相连。

由上述技术方案可知,本实用新型提供的LED波长测量装置,通过调节LED 光源的电压和电流来收集LED光源的阈值电压,从而测量LED光源波长,通过采用LED光源作为单色光源,光源单色性能好并且波长稳定性高,有利于提高实验精度,另外,LED光源寿命长,无需预热即可随时点亮或关闭,方便光源亮度调节,降低实验成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的LED波长测量装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供的LED波长测量装置的结构图,如图1 所示,该LED波长测量装置包括LED光源3、可调恒压源7、电流模块5、电压模块2、电压输出端9、电流输出端13、遮光箱体1、分压电阻4、滑动变阻器6、开关8、恒压源调节旋钮10、第一接口11以及第二接口12;

其中,LED光源3分别与可调恒压源7、所述电压模块2并联,LED光源3 与电流模块5串联,电压输出端9与电压模块2相连,电流输出端13与电流模块 5相连。

其中,可调恒压源7用于驱动LED光源、电流模块5用于记录LED光源3 实时电流、电压模块2用于记录LED光源3实时电压、电压输出端9用于输出电压模块2记录的LED光源3实时电压,电流输出端13用于输出电流模块5记录的LED光源3实时电流。

可理解的是,LED光源3由可调恒压源7所驱动,LED光源3与可调恒压源 7并联,从而控制LED光源3的电压大小。

具体地,在实际应用中,当LED光源3的实时电流和实时电压发生改变时,通过电流模块5与LED光源3串联能够记录LED光源3的实时电流,进一步通过电流输出端13输出LED光源3的实时电流,通过电压模块2与LED光源3并联能够记录LED光源3的实时电压,进一步通过电压输出端9输出LED光源3的实时电压。

由此,上述的LED波长测量装置结构简单,针对通过调节LED光源的电压和电流来收集LED光源的阈值电压,从而测量LED光源的波长,通过采用LED光源作为单色光源,光源单色性能好并且波长稳定性高,有利于提高实验精度。

应说明的是,为了保证实验的准确性,通常将LED光源3放置于遮光箱体1 内,并且在遮光箱体1的内部放置用于安装LED光源3的电路板,以便灵活拆卸 LED光源3,具体可以通过电路板上设置的第一接口11以及第二接口13处拆卸 LED光源3,本发明实施例对LED光源的安装不进行限定。

应说明的是,为了保证整个电路的安全性,通过设置分压电阻4与LED光源 3串联,从而来保证电路电流的大小在安全范围内,本发明实施例对分压电阻的大小不进行限定,具体可根据实验操作确定。

进一步地,上述的LED波长测量装置还包括恒压源调节旋钮10,该恒压源调节旋钮10设置于可调恒压源7上用于调节可调恒压源7的电压大小。

进一步地,上述的LED波长测量装置还包括滑动变阻器6,该滑动变阻器6 用于调节LED光源3亮度,并且滑动变阻器6与LED光源相连。

可理解的是,LED光源3由可调恒压源7所驱动,LED光源3与可调恒压源 7并联,通过恒压源调节旋钮10可以调节可调恒压源7的电压大小,从而控制LED 光源3的电压大小,滑动变阻器6与LED光源3相连,通过调节滑动变阻器6的阻值大小可以调节LED光源3的电流大小,从而控制LED光源3的亮度,当调节恒压源调节旋钮10或者调节滑动变阻器6时,LED光源3的实时电流和实时电压会发生改变,通过电流模块5与LED光源3串联能够记录LED光源3的实时电流,通过电压模块2与LED光源3并联能够记录LED光源3的实时电压。

具体地,在实际应用中,在遮光箱体1内放置用于测量数据的电路板,在电路板上安装可灵活拆卸的LED光源3,打开开关8使电路导通,当调节恒压源调节旋钮10以及滑动变阻器6时会改变LED光源3的亮度,使得光源亮度合适,连续改变滑动变阻器6的阻值会使LED光源3两端的电压与电流连续改变,进一步通过将电压输出端9以及电流输出端13连接计算机,从而收集连续改变的电压值以及电流值,利用计算机内置的软件origin8.0可以绘制出LED光源3的实时电压-电流(I-V)曲线,进而利用“拐点法”或“零点法”确定多组不同LED光源3 的阈值电压,进而计算出多组LED光源3的波长,另外,如果已知LED光源的波长以及阈值电压,还可以计算出普朗克常量,进而与普朗克常量的公知值h=6.626 ×10^(-34)J·S进行比较,求出相对误差,从而验证普朗克常量。

由此,上述的LED波长测量装置中,LED光源寿命长,无需预热即可随时点亮或关闭,方便光源亮度调节,降低实验成本,既可以用来测量单色光波长又可以用来验证普朗克常量。

最后需要说明的是,以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的权利要求保护的范围。

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