專利名稱：訊控火花打點計時器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬物理實驗儀器，用于研究物體的位移與時間關系。
目前，中學《物理》課本中使用的電磁打點計時器，是用市電頻率(50Hz)控制振動片振動，其上的振針通過復寫紙在運動的紙帶上打點。這種機械打點方式打點時會將紙帶掛住，給快速運動的物體帶來不可忽略的阻力，因而實驗結果與理論不符。針對上述缺陷，有的采用了電火花打點，但是打點的頻率又不受市電頻率控制，與教材論述脫節，不能投入實際使用，而且操作不便，造價高。
本實用新型的目的是提供一種成本低，操作方便，仍受市電控制打點，只是改變打點方式，因而可以直接投入教學使用的打點計時器。
本實驗新型的目的是通過以下方式實現的。訊控火花打點計時器由訊控高壓脈沖發生器1，火花打點組件4、5組成。訊控高壓脈沖發生器由波形變換電路、多諧振蕩電路、功放及升壓電路組成。火花打點組件由放電針4和單面導電紙帶5組成。整機電源和計時信號分別取自實驗室通用設備J1202－1型學生電源的穩壓和交流輸出。8為電源線，6為信號輸入插孔。
波形變換電路是由集成電路IC1555及外圍電阻和可調電阻構成的閥值可調施密特觸發器，多諧振蕩器則由IC2555及外圍阻容元件組成，功放及升壓電路由功放管VT及升壓變壓器T組成。
下面參照附圖詳述本實驗用新型的內容
圖1，本實用新型結構示意圖；圖2，訊控高壓脈沖發生器框圖；圖3，訊控高壓脈沖發生器電原理圖；圖4，火花打點組件安裝示意圖。
參照附圖，波形變換電路由集成電路IC1555及電阻R1、R2，可調電阻RP組成閥值可調的施密特觸發器。作為計時信號的50Hz市電正弦波，從輸入插孔6經電容C1耦合到IC1的(2)、(b)端，從(3)端輸出同頻率的矩形脈沖。調節RP，改變電壓控制端(5)的電壓，(3)端輸出的矩形脈沖寬度發生相應變化。電壓越低，脈寬越窄。C2為抗干擾電容。
由IC2555和電阻R3、R4及電容C3構成多諧振蕩器。IC1的(3)端與IC2的(4)端相連。當IC1(3)端輸出矩形脈沖高電平時，振蕩器啟振；輸出為低電平時，振蕩器停振。每有一個矩形脈沖到來振蕩器就啟振一次，因此振蕩器的工作頻率受計時信號的控制，使其工作頻率與計時信號頻率同步。振蕩器的振蕩頻率為7KHz，此高頻振蕩由IC2(3)端輸出，驅動大功率管VT。
功放及升壓由達林頓管VT(BU807)及升壓變壓器T組成。IC2的(3)端輸出經R5耦合至VT的基極，VT工作在開關狀態。快速通斷的電流通過升壓變壓器T的初級，由于電磁感應，在次級2，3兩端得到10千伏以上高壓。C5為逆程電容，升壓變壓器可用14寸黑白電視機行輸出變壓器。
火花打點由火花打點組件完成。2，3兩端的高壓經絕緣導線用鱷魚夾和鐵皮夾分別輸至放電針4和單導電紙帶5的導電層。其間的高壓擊穿5的絕緣層而形成火花打點。
使用時視其需要可將火花打點計時組件4或5其中之一固定不動，而將另一件隨被研究的物體一起運動，調整放電針使針尖與5的絕緣層面接觸，物體運動后按下控制按鈕7整機電路接通，本計時器工作，放電針4便在5上打出一列小點。相鄰兩點的時間間隔為1／50秒，二點之間的空間距離則為1／50秒時間內物體發生的位移。
例如用本實用新型研究實驗小車在恒定拉力作用下的運動規律時，放電針及單面導電紙的安裝如圖4所示。放電針4固定在小車9上，單面導電紙帶5置于水平木板上車輪之間。小車9在砝碼10的拉力作用下運動，其位移與時間關系便記錄在單面導電紙帶上。
本實用新型結構簡單，成本低，操作方便、安全，打點一次完成實驗，結果與理論相符合，是一種經濟實用的打點計時器。
權利要求1.訊控火花打點計時器，由訊控高壓脈沖發生器1，火花打點組件4、5組成，其特征是訊控高壓脈沖發生器由信號波形變換電路，多諧振蕩電路，功放及升壓電路組成；波形變換電路是由集成電路IC1和電阻、可調電阻構成的閾值可調的施密特觸發器，多諧振蕩電路由集成電路IC2及電阻、電容組成；功放及升壓電路由大功率VT及升壓變壓器T組成；火花打點組件由放電針及單面導電紙帶組成；訊控高壓脈沖發生器所產生的高壓脈沖用絕緣軟導線經鱷魚夾和鐵皮夾輸至火花打點組件，其間的高壓擊穿單面導電紙絕緣層形成火花打點。
專利摘要訊控火花打點計時器，屬物理實驗儀器。它由訊控高壓脈沖發生器和火花打點組件組成。
本實驗新型用市電50Hz作計時信號，經波形變換后去控制振蕩器工作，每一計時脈沖到來，振蕩器啟振一次，振蕩器的振蕩頻率為7KHz，此高頻輸出經功放及升壓后由火花打點組件完成打點。
使用時將火花打點組件之一固定，另一則隨物體一起運動，放電針便在紙帶上打出一列小點。這列小點反映了物體的位移與時間關系。
本實用新型結構簡單，成本低，操作方便、安全，適用于中學物理教學使用。
文檔編號G04F5/00GK2172490SQ9320852
公開日1994年7月20日 申請日期1993年4月3日 優先權日1993年4月3日
發明者羅長庚 申請人:羅長庚