[實用新型]磁阻型電磁發射實驗教學儀

有效

• 申請號: 201520619627.5
• 申請日: 2015-08-17
• 公開（公告）號: CN204884349U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 楊紹華;陳聰;樊洋;楊海彬;王建中
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本實用新型涉及一種電磁學、力學知識的實驗教學儀器，即磁阻型電磁發射實驗教學儀。

背景技術

電磁發射技術是一種利用電磁力做功把電磁能轉化成機械能并把彈體發射出去的技術。電磁發射技術在科學試驗、工業、航天及軍事領域有著不可估量的應用潛力，已經成為世界主要工業化國家的熱門研究課題。電磁發射涉及電磁學、力學的許多內容，其基本原理可以用電磁學、力學的知識來分析。為了加強理論與實際應用的聯系，將研究熱點引入現代物理課堂，迫切需要相關的實驗儀器，但目前僅有相關的演示儀器，不能定量研究影響電磁發射效果的相關因素。

實用新型內容

本實用新型的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種磁阻型電磁發射實驗教學儀，能定量研究影響電磁發射效果的相關因素，有利于提高學生科學探究能力，激發學生學習大學物理的興趣，符合大學物理實驗的教學需求。

本實用新型提供了一種磁阻型電磁發射實驗教學儀，包括包括可調電源系統、控制系統、可調式儲能電容器組、發射線圈、發射系統、測量系統；可調電源系統通過充電回路為儲能電容器組充電；儲能電容器組通過放電回路向發射線圈放電；控制系統的輸出端與用于控制充電回路和放電回路關閉狀態的開關電連接；儲能電容器組并聯有用于顯示其電壓的發射電壓表；發射線圈內同軸設置有發射管，發射管的兩端分別外露于發射線圈的兩端；發射管的入口端內設置有彈體；發射系統包括與發射管同軸設置的推桿，推桿的一端與彈體端部相接觸，推桿的另一端設置有滑塊，滑塊底部設置于帶標尺的導軌上，所述標尺固定于導軌側面并與推桿軸線方向平行；滑塊底部活動卡設于導軌上且可沿推桿軸線方向在導軌上滑動；發射管的出口端間隔設置有第一光電門和第二光電門，第一光電門的輸出端和第二光電門的輸出端分別與用于測量彈體經過兩光電門的時間間隔并進行顯示的測量系統的輸入端連接，測量值在測量系統上進行顯示的。

所述發射系統還包括底座，底座上設置有可沿垂直于推桿軸線方向滑動的定位裝置，導軌固定于定位裝置上。所述定位裝置包括對稱設置的兩個滑軌，兩個滑軌之間活動設置有滑板，兩個滑軌上對稱設置有滑槽，滑槽的軸線方向與發射線圈的軸線方向垂直，滑板兩側與滑槽相配合并卡設于其中；導軌通過連桿固定于滑板頂面。

所述可調電源系統包括第一整流濾波電路、開關管電路、濾波電路、PWM控制器；第一整流濾波電路的輸入端連接有交流電源輸入，第一整流濾波電路的輸出端與開關管電路的輸入端電連接，開關管電路的輸出端與濾波電路的輸入端電連接，濾波電路的輸出端為充電回路提供可調的直流電源；濾波電路的輸出端與取樣電路的輸入端連接，取樣電路內設置有可調的取樣電阻；取樣電路的輸出端與PWM控制器的輸入端連接，PWM控制器的輸出端與開關管電路的輸入端連接。

所述充電電路包括可調的儲能電容器組、限流電阻和第一開關，第一開關、限流電阻、儲能電容器組和直流電源依次串聯形成回路，直流電源兩端并聯有電源電壓表。

所述放電回路包括儲能電容器組、發射線圈、第二開關和自復位開關；發射線圈與儲能電容器組相串聯，第二開關和自復位開關串聯于發射線圈和儲能電容器組之間。

所述控制系統包括第二整流濾波電路、第三整流濾波電路、第一穩壓電源、第二穩壓電路、繼電器邏輯控制電路；第二整流濾波電路的輸入端連接有交流電源輸入，第二整流濾波電路的輸出端與第一穩壓電路的輸入端連接，第一穩壓電路的輸出端為繼電器邏輯控制電路提供電源，繼電器邏輯控制電路的輸出端分別與第一開關、第二開關和自復位開關連接；第三整流濾波電路的輸入端連接有交流電源輸入，第三整流濾波電路的輸出端與第二穩壓電路的輸入端連接，第二穩壓電路的輸出端為電源電壓表和發射電壓表提供電源。

所述測量系統包括單片機，第一光電門和第二光電門收集的待測信號經波形整形電路整形后輸入至單片機，單片機的外圍連接有電源電路、時鐘電路、數據存儲器，單片機通過總線控制器與數據存儲器數據交換，單片機的數據輸出I/O口與多路數據選擇器的輸入端連接，多路數據選擇器的輸出端與寄存器的輸入端連接，寄存器的輸出端與用于顯示彈體經過兩光電門的時間間隔的顯示屏和用于顯示測量功能選擇的功能指示燈電連接；功能選擇電路的輸出端與多路數據選擇器和單片機的數據輸入I/O口連接。

本實用新型還包括狀態指示電路，繼電器邏輯控制電路的輸出端與狀態指示電路的輸入端連接，所述狀態指示電路包括4個并聯的用于顯示工作狀態的狀態指示燈；所述4個狀態指示燈分別串聯有用于接收來自繼電器邏輯控制電路控制信號的開關。