[實用新型]一種交變電場測量實驗儀

有效

• 申請號: 201320801973.6
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203616926U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉洋
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術領域

本實用新型涉及一種用于產生和測量交變電場的實驗儀器，屬于實驗儀器技術領域。?

背景技術

科學實驗是研究自然規律與認識客觀世界的基本手段，是檢驗某種科學觀點并尋求相應規律的過程，也是檢驗科學理論的重要手段。實驗教學與科學理論教學相結合是提高教學質量和學生素質的有效方法之一。電場和電場強度是物理學、電磁學、電磁場等課程的一個重要概念，然而，目前市場上還沒有專門用于實驗教學的交變電場測量實驗儀器，因此，非常有必要開發一種交變電場測量實驗教學儀，以填補這一空缺，滿足實驗教學的需要。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種適用于實驗教學的交變電場測量實驗儀。?

本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的：?

一種交變電場測量實驗儀，構成中包括交變電場發生電路和交變電場測量電路，所述交變電場發生電路包括依次連接的正弦波信號發生器、功率放大器、升壓變壓器和平板電容器，所述交變電場測量電路包括兩個探測極板和依次連接的運算放大器、數據采集卡、終端監視器，兩個探測極板置于平板電容器的兩極板之間并與平板電容器的兩個極板平行，二者之間的感應電壓接運算放大器的輸入端。

上述交變電場測量實驗儀，所述正弦波信號發生器包括函數發生器、電容器、三個電位器和三個電阻，所述函數發生器采用ICL8038，其2腳接功率放大器的輸入端，6腳接電源正極，7腳與8腳短接，10腳經電容器接地，11腳直接接地；第一電位器的一端經第一電阻接函數發生器的4腳，一端經第二電阻接函數發生器的5腳，其可調端接電源正極；第二電位器的一端接電源正極，一端經第三電阻接地，可調端接函數發生器的1腳；第三電位器的一端接地，一端經第四電阻接電源正極，可調端接函數發生器的12腳。?

上述交變電場測量實驗儀，所述終端監視器采用筆記本電腦，它與數據采集卡通過USB引線連接。?

上述交變電場測量實驗儀，兩個探測極板和平板電容器的兩個極板均為圓形金屬板。?

本實用新型將交變電壓加在平板電容器上，使其兩極板之間產生交變電場，然后利用交變電場測量電路對該電場進行測量。本實用新型結構簡單，物理概念清晰，能夠滿足高校交變電場測量的實驗教學要求，可廣泛應用于高校物理學、電磁學和電磁場等課程的實驗教學，彌補了交變電場實驗裝置的空白。?

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。?

圖1是交變電場發生電路的電原理圖；?

圖2是交變電場測量電路的電原理圖。

圖中各標號為：U1、函數發生器，U2、功率放大器，U3、數據采集卡，PC、終端監視器，F、運算放大器，T、升壓變壓器，C1、電容器，W1～W3、第一電位器～第三電位器，R1～R4、第一電阻～第四電阻，A、上電容極板，B、下電容極板，C、上探測極板，D、下探測極板。?

具體實施方式

參看圖1和圖2，本實用新型由交變電場發生電路和交變電場測量電路組成，交變電場發生電路包括函數發生器U1（型號為ICL8038）、功率放大器U2（型號為AFA500）、升壓變壓器T、電容器C1、三個電位器（W1～W3）、四個電阻（R1～R4）以及由兩個極板（A、B）構成的平板電容器，其中，函數發生器U1、電容器C、三個電位器（W1～W3）和四個電阻（R1～R4）構成一個正弦波信號發生器。交變電場測量電路包括數據采集卡U3（型號為UAB6210）、終端監視器PC（采用ThinkPad?X200筆記本）、運算放大器F（型號為INA105）和兩個探測極板（C、D）。?

函數發生器ICL8038的2腳輸出的正弦波信號接功率放大器AFA500的輸入端（1腳），AFA500的3、4管腳分別接升壓變壓器T的初級線圈的兩端，T的次級線圈的兩端分別接平板電容器的兩個極板（A、B），平板電容器的兩個極板（A、B）之間產生交變電場，兩個探測極板（C、D）構成交變電場傳感器，它們分別接運算放大器INA105的兩個輸入端，運算放大器INA105的輸出端接數據采集卡UAB6210的輸入端，USB6210的輸出端通過USB數據線接終端監視器。?

函數發生器ICL8038的4、5管腳分別通過第一電阻R1、第二電阻R2與第一電位器W1的兩個固定端連接，第一電位器W1的可調端接供電電源V+，用于調整信號頻率。?