[發明專利]靜電場描繪儀

無效

• 申請號: 200910059877.7
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN101937624A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 代偉;李寧;肖順文
• 申請（專利權）人: 西華師范大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 南充三新專利代理有限責任公司 51207
• 代理人: 杜應龍

技術領域

本發明一般涉及一種物理實驗儀器，特別是一種靜電場描繪儀。

背景技術

靜電場描繪儀是一種物理實驗儀器，主要用于大專院校基礎物理學生實驗用。(1)供學生學習用模擬法描述和研究靜電場分布的概念和方法；(2)加深對電場強度和電勢概念的理解；(3)學習用圖示法表示實驗結果。描繪靜電場的實驗裝置和方法很多，有電解槽法、火花打點記錄法、復印法、等臂記錄法等。傳統的靜電場描繪儀大多采用類似恒立達公司生產的等臂記錄法靜電場描繪儀，用等臂記錄法作實驗，在其中又使用三種做法：一種是采用涂有石墨的導電紙作為電介質，通過探針和定位針，實現定量記錄和數據分析；第二種是用水來代替導電紙作電介質，第三種是用導電微晶作電介質，導電微晶和電極安放在儀器下層。

公知的靜電場描繪儀存在的主要不足：

1、用導電紙作電介質存在的缺陷有：(1)導電紙上導電薄層涂得不均勻，導電紙電阻在各個方向均勻性較差，這樣電流場分布與被模擬靜電場分布不完全一樣，使得實驗準確度、重復性較差；(2)電極與導電紙的接觸不均勻以及探針與導電紙的接觸因人，因次數而異，使得接觸電阻不穩定，影響描繪結果；(3)測量時，探針在導電紙上接觸移動且重復接觸，使得導電紙破損，這樣一方面直接影響導電紙的導電性能，影響實驗效果；另一方面影響導電紙的使用壽命，頻繁更換導電紙，加大實驗成本。

2、用水來代替導電紙作電介質存在的缺陷有：(1)水是弱電解質，在外加直流電源的作用下，電解產生氫氣和氧氣，這些氣體以氣泡的形式附在電極表面，(2)每次實驗都要更換水槽中的水，且水槽中水的多少還影響模擬的效果，這樣給學生實驗帶來極大的不方便。

3、用導電微晶作電介質來代替導電紙作電介質的缺點是導電微晶價格貴，且導電微晶易損壞。

4、公知儀器聯結上下兩探針的固定手柄座質量很大，與實驗臺的摩擦力很大，在移動描點時很難控制它的移動方向。

5、電場中的等電位點的觀測方面，傳統的靜電場描繪儀都采用數字電壓表，數字萬用表或檢流計來尋找電場中的等電位點，在使用中發現用這種方法觀測等電位點時儀表計數不穩定，觀測難度大，使用不方便。

發明內容

本發明的目的在于提供一個能克服公知技術缺點，測量重復性好，描點方便，等電位點的觀測簡單，記錄準確的靜電場描繪儀。

為實現上述目的，本發明的方案為：所述的靜電場描繪儀為雙層結構，下層板為底座用來安放電極電場，上層板用來放置記錄紙，每一層設置一個移動探針，兩探針的臂均與一個探針同步裝置相連，所述的下層探針還與一個電位判斷裝置相連。

進一步的方案包括，所述的同步裝置包括兩個拉開距離連接的鉸鏈，一個鉸鏈的鉸鏈孔配合的軸銷固定在下層板上，另一鉸鏈的鉸鏈孔配合的軸銷的上下端分別與上下探針臂相連。

方案還包括，下層設有與下探針配合的電極電場，上層設有與上探針配合的記錄裝置。

采用上述方案，探針在靜電場中移動方便靈活，操作方便，定位精確，能夠很快地找到同電位點，而且記錄該點位置方便準確，從而實現了本發明的目的。

下面結合圖示及實施例對方案作更詳細的說明。

附圖說明

圖1為靜電場描繪儀的主視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為靜電場描繪儀長直同軸圓柱面電極正視圖；

圖4為圖3的俯視圖；

圖5為靜電場描繪儀兩平行長直圓柱體電極正視圖；

圖6為圖5的俯視圖；

圖7為靜電場描繪儀聚焦電極正視圖；

圖8為圖7俯視圖；

圖9為靜電場描繪儀的電位判斷裝置線路圖；

圖10為圖9中電位判斷裝置的機箱面板。

具體實施方式

如圖1及圖2所示，本方案的靜電場描繪儀由四根向上直立的立柱1支持兩個平行的板組成一雙層結構，包括下板2和上板3，每一層設置一個移動探針，與下板2配合為探針4，與上板3配合為探針5，如方案所述，兩個探針的臂均與一個探針同步裝置相連，本實施例的探針同步裝置包括有兩個距離隔開的鉸鏈6和鉸鏈7，兩個鉸鏈之間用鉸鏈固定板8連接，其中一個鉸鏈6配合的軸銷9固定在下板2的邊緣，鉸鏈7的軸銷10的上下各與兩個探針的臂固定連接，固定形式保證兩個探針的臂保持相對位置，最好是互相平行，使兩個探針在移動過程中同步，如探針4在下板移動一個位置，則探針5在上板也移動相應位置。