[發明專利]一種首點定位高準度的電火花打點計時器

在審

• 申請號: 202011119768.2
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112506027A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張海洋;劉千方;呂健鑫;陳陽杰
• 申請（專利權）人: 廈門市集美區樂安中學;劉千方
• 主分類號: G04F5/02
• 分類號: G04F5/02;G09B23/06
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 蔡宗慧

本發明提供了一種首點定位高準度的電火花打點計時器，包括殼體，所述殼體內部還設有電源模塊、單片機、功能分區電位器、電火花高壓發生器、電磁鐵以及升壓調整模塊，所述殼體外部設有顯示屏，所述電源模塊通過電路與單片機、功能分區電位器、電火花高壓發生器、電磁鐵以及升壓調整模塊進行電連接，所述單片機上設有電路引腳，通過所述電路引腳與顯示屏、功能分區電位器、電火花高壓發生器、電磁鐵進行電連接，所述單片機內設有計算機控制程序，通過計算機控制程序進行高壓驅動，經過電火花高壓發生器驅動放電針進行打點，所述殼體上還設有墨粉紙盤以及放電針，本發明通過電源電壓大小可調來改變高壓；通過電磁鐵雙控制電路減少剩磁對首點定位精確度的影響。

技術領域

本發明涉及教學儀器技術領域，尤其是涉及一種首點定位高準度的電火花打點計時器。

背景技術

目前中學物理實驗在研究物體在力學軌道上的運動情況時采用電火花打點計時器，其輸入電源是50Hz的交流電，該計時器產生電火花的周期是20ms 固定不變的，可以用于較高運動速度時加速度的計算，但對于運動速度較低的加速度計算則會產生較大的誤差；現有很多途徑可以提高打點計時器的精確度，例如利用石英晶體振蕩作為輸出脈沖信號源；例如通過改變數據處理方法如用最小二乘法進行擬合計算；例如從自動化方面入手進行改進；如通過改變固定方式，如精細耐用的墨鼓代替經常易損壞的墨粉紙，如通過改進打點計時器的使用方法等提高精度。目前還有用單片機開發出頻率可以調整的電火花打點計時器來解決低速運動的加速度計算誤差問題，但該電火花打點計時器仍不能解決初速度為零的首點定位誤差較大的問題

基于上述一系列的問題，遂有以下技術方案的產生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種首點定位高準度的電火花打點計時器，通過電源電壓大小可調來改變高壓；通過電磁鐵雙控制電路減少剩磁對首點定位精確度的影響。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供的一種首點定位高準度的電火花打點計時器，包括殼體，所述殼體內部還設有電源模塊、單片機、功能分區電位器、電火花高壓發生器、電磁鐵以及升壓調整模塊，所述殼體外部設有顯示屏，所述電源模塊通過電路與單片機、功能分區電位器、電火花高壓發生器、電磁鐵以及升壓調整模塊進行電連接，所述單片機上設有電路引腳，通過所述電路引腳與顯示屏、功能分區電位器、電火花高壓發生器、電磁鐵進行電連接，所述單片機內設有計算機控制程序，通過計算機控制程序進行高壓驅動，經過電火花高壓發生器驅動放電針進行打點，所述殼體上還設有墨粉紙盤以及放電針，當打點計時器開始工作時，紙帶經過墨粉紙盤以及放電針的打點進行測量。

進一步的，所述單片機內設有剩磁控制電路，所述剩磁控制電路外接有電磁鐵，通過電磁鐵的磁力作用控制打點計時器運行時小車的運行初速度。

進一步的，所述殼體上設有凹槽，所述凹槽上放置有墨粉紙盤，墨粉紙盤中間設有放電針，所述放電針在電火花高壓發生器的驅動下進行放電打點。

進一步的，所述殼體上一端固定設有導電片壓紙條，紙帶由導電片壓紙條進行壓緊。

進一步的，所述電源模塊外設有開機按鈕，所述開機按鈕外連接家用電源電壓220V，當需要使用打點計時器時，將打點計時器的開機按鈕按下并連接家用電源電壓。

進一步的，所述計算機控制程序外設有并行接口，通過所述并行接口輸出脈沖信號至高壓驅動電路，高壓驅動電路驅動高壓電路模塊，高壓模塊輸出高壓電弧打出電火花。

進一步的，所述高壓電路模塊設有N溝道型MOS管，當接通電源后，并行接口輸出高電平，三極管基極B被電源上拉，三極管的集電極C低電平，MOS 管的柵極低電平，MOS管的陽極高電平截止；當并行接口輸出低電平時，三極管截止，MOS管的柵極高電平，MOS管陽極低電平導通，電流通過高壓線圈初級對地導通，次級高壓輸出，產生電火花。