[實用新型]一種基于自動控制的簡易多普勒效應演示儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920562776.0
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN210777427U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 陶淑芬;李道勇;房晗;夏榮鑫;秦順貴
• 申請（專利權）人: 曲靖師范學院
• 主分類號: G09B23/14
• 分類號: G09B23/14
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本實用新型公開了一種基于自動控制的簡易多普勒效應演示儀，包括水槽、振子、控制電路板、木架、調節(jié)電位器和步進滑臺；控制電路板包括繼電器控制電路板、電機控制板和頻閃控制電路板；步進滑臺包括導軌、滑臺和步進電機；木架包括上臺板、下臺板和四條支撐腿；四條支撐腿的頂部垂直設置于上臺板的底部，四條支撐腿的底部垂直設置于下臺板的頂部，步進滑臺設置于木架的頂部，振子滑動設置于步進滑臺上，控制電路板設置于木架的下臺板的頂面，調節(jié)電位器設置于木架上臺板的側面，水槽設置于步進滑臺的側部，相互分離.解決了現(xiàn)有多普勒效應演示中存在的裝置復雜、龐大或者現(xiàn)象不直觀不明顯的缺陷。

技術領域

本實用新型涉及演示儀領域，特別是涉及一種基于自動控制的簡易多普勒效應演示儀。

背景技術

多普勒效應廣泛應用于軍工、工程檢測等領域，為了更好地理解多普勒效應，直觀演示變得非常重要。目前，多普勒效應的演示，主要采用聲波、光波等辦法。聲學演示是最常用的辦法，但聲學演示依靠人耳辨識不直觀且存在個體差異。

姜洪喜，任郭亮設計的聲波多普勒效應實驗裝置，依靠電機帶動蜂鳴器做旋轉運動，將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘枺寗影l(fā)光二極管發(fā)光，觀察二極管明暗變化演示聲波的多普勒效應。存在的缺陷是儀器復雜龐大,懸空快速轉動危險，同時依靠人眼辨別明暗變化的快慢，客觀性不足。

梁佩瑩等人設計了一種基于多普勒效應的水波特性實驗裝置，由探頭、光電門計時器、軟件程序和FD-WPB型水波實驗儀(主要包括波源、觀察屏、頻閃儀、波源頻率顯示儀)組成。波源以某一頻率通過氣嘴吹動水面振動產(chǎn)生水波波紋，沿水波傳播方向用手在導軌上平穩(wěn)的推動氣嘴在水平方向前進或后退，運用LabVIEW編程顯示水波速度、波源速度，既可以利用水波展現(xiàn)多普勒效應，又可以研究多普勒效應的水波特性。優(yōu)點是儀器精密，直觀量化，但裝置復雜笨重，不便于課堂演示。

實用新型內容

為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種基于自動控制的簡易多普勒效應演示儀，解決了現(xiàn)有多普勒效應演示中存在的裝置復雜、龐大或者現(xiàn)象不直觀不明顯的缺陷。

本實用新型采用的技術方案是：一種基于自動控制的簡易多普勒效應演示儀，包括水槽、振子、控制電路板、木架、調節(jié)電位器和步進滑臺；控制電路板包括繼電器控制電路板、電機控制板和頻閃控制電路板；步進滑臺包括導軌、滑臺和步進電機；木架包括上臺板、下臺板和四條支撐腿；四條支撐腿的頂部垂直設置于上臺板的底部，四條支撐腿的底部垂直設置于下臺板的頂部，水槽設置于步進滑臺的側面，相互分離。步進滑臺設置于木架的頂部，振子滑動設置于步進滑臺上，控制電路板設置于木架的下臺板的頂面，調節(jié)電位器設置于木架上臺板的側面。

優(yōu)選地，繼電器控制電路板包括單片機U1、三極管、穩(wěn)壓芯片 U4、晶振、二極管、電源輸入接口、電解電容、程序下載端口、12V 電源、機械振動線圈和滑動變阻器；單片機U1的型號為 STC15W408AS-16，穩(wěn)壓芯片U4的型號為7805，單片機U1的第8 引腳分別連接電解電容C5的負極和地，單片機U1的第14引腳連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接三極管Q1的基極，三極管 Q1的集電極分別連接二極管D1的正極和機械振動線圈的一端，二極管D1的負極分別連接12V電源和機械振動線圈的另一端，單片機 U1的第9引腳連接程序下載端口JP1的第2引腳，單片機U1的第10引腳連接程序下載端口JP1的第3引腳，程序下載端口JP1的第4 引腳連接地，單片機U1的第15引腳分別連接電解電容C1的正極和滑動變阻器Q3的滑動端，滑動變阻器Q3的一端連接地，電解電容 C1的負極連接地，12V電源連接穩(wěn)壓芯片U4的第1引腳，穩(wěn)壓芯片 U4的第2引腳連接地，穩(wěn)壓芯片U4的第3引腳分別連接程序下載口JP1的第1引腳、電解電容C5的正極、單片機U1的第6引腳和滑動變阻器Q3的另一端，12V電源連接電源輸入接口J1的第1引腳，電源輸入接口J1的第2引腳連接地。