一種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器的制造方法
【專利摘要】一種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器，包括一個底座，底座上豎直的固定有一個支柱，支柱上水平的固定有半圓板的量角器，支柱上端水平的固定一個支桿，支桿前端系有擺線，擺線下端系有擺錘，支桿的一側(cè)和豎直的標尺上端相連，標尺的下端固定在底座上，標尺上部固定有光電傳感器支架，光電傳感器支架上安裝有對射式光電傳感器，擺錘擺動時，擺線位于發(fā)光管和光接收管之間，對射式光電傳感器和ME500B單片機電連接，ME500B單片機上還安裝有五位的數(shù)碼顯示管和電池。本實用新型采用對單擺的擺線進行智能偵測的方式，運用了單片機進行智能控制，應用了數(shù)碼管動態(tài)顯示，極大地提高了實驗數(shù)據(jù)的精度，并實現(xiàn)了整個實驗的全自動數(shù)控。
【專利說明】一種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高中物理教學實驗儀器，即一種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器。
【背景技術】
[0002]高中物理的單擺實驗所測得的數(shù)據(jù)，不僅能幫助我們推測單擺的公式，還能供我們對重力加速度、山體或建筑物的高度、地球的半徑等進行計算。而傳統(tǒng)的單擺實驗，在學習單擺時，學生利用單擺、秒表進行實驗，反復次數(shù)30次以上、每次超100秒。一個實驗做了一節(jié)課，實驗結果還是不太理想。由于采用的實驗裝置其測量精度不是很高，往往還受到人為因素影響，實驗需采用反復數(shù)十次以上的人工測量，使得實驗的效率不高、測得的數(shù)據(jù)也不十分精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服傳統(tǒng)單擺實驗中人工測量費時、費工、不精確的缺點，本實用新型采用單片機技術進行設計和制作，利用對射式光電傳感器對單擺的擺線進行精密偵測，用數(shù)碼管對測量的周期進行直觀的顯示的一種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器。
[0004]這種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器，包括一個底座，其特征在于，底座上豎直的固定有一個支柱，支柱上水平的固定有半圓板的量角器，支柱位于量角器中央，支柱上端水平的固定一個支桿，支桿前端的中心位置有一個垂直向下的小孔，上端打過結的擺線從小孔內(nèi)穿過，擺線下端系有擺錘，支桿的一側(cè)和豎直的標尺上端相連，標尺的下端固定在底座上，標尺上部固定有光電傳感器支架，光電傳感器支架上安裝有發(fā)光管和光接收管組成的對射式光電傳感器，擺錘擺動時，擺線位于發(fā)光管和光接收管之間，對射式光電傳感器和ME500B單片機電連接，用以計算單擺的次數(shù)和擺動的時間，ME500B單片機上還安裝有五位的數(shù)碼顯示管和電池。
[0005]ME500B單片機右邊上部通過五個三極管8550和五個數(shù)碼顯像管相連，右邊下部和電容C4、C5、開關K3、穩(wěn)壓集成電路7805組成的電源電路相連，ME500B單片機左邊和電阻R1、發(fā)光二極管Dl串聯(lián)的電路相連，和電阻R2、R3、三極管Ql組成的電路相連，和電阻R4、R5、三極管Q2組成的電路相連，和電容Cl、電阻R7、開關K1、K2、電容C2、電容C3、石英震蕩器Y組成的震蕩電路相連。
[0006]實驗前，將擺線往上提起并固定可以改變擺線的長度，進行試驗時，讓擺錘擺動，標尺測量擺線的長度，量角器測量擺線的擺角，對射式光電傳感器記錄擺動的次數(shù)，同時單片機記錄擺動的時間，并自動在五位數(shù)碼管上顯示出每10個擺動周期的時間，說明擺線越短，周期越短，頻率越高。本實驗演示儀由對射式光電傳感器、單片機、數(shù)碼管、量角器等元器件組成，采用對單擺的擺線進行智能偵測的方式，運用了單片機進行智能控制，應用了數(shù)碼管動態(tài)顯示，極大地提高了實驗數(shù)據(jù)的精度，并實現(xiàn)了整個實驗的全自動數(shù)控，具有實驗時間短、實驗數(shù)據(jù)顯示非常直觀的特點?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的主視圖
[0008]圖2是本實用新型的右視圖
[0009]圖3是本實用新型的電路圖
[0010]1、底座,2、支柱,3、量角器，4、擺線,5、擺錘,6、支桿,7、標尺,8、光電傳感器支架，9、對射式光電傳感器，10.ME500B單片機，11、數(shù)碼顯示管，12、電池。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本實用新型詳細說明如下:
[0012]在圖1和圖2中，這種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器，包括一個底座I，底座I上豎直的固定有一個支柱2，支柱2上水平的固定有半圓板的量角器3，支柱2位于量角器3中央，支桿2前端的中心位置有一個垂直向下的小孔，上端打過結的擺線4從小孔內(nèi)穿過，擺線4下端系有擺錘5，支柱2上端水平的固定一個支桿6，支桿6的一側(cè)和豎直的標尺7上端相連,標尺7的下端固定在底座I上,標尺7上部固定有光電傳感器支架8,光電傳感器支架8上安裝有發(fā)光管和光接收管組成的對射式光電傳感器9，擺錘5擺動時，擺線4位于發(fā)光管和光接收管之間，對射式光電傳感器9和ME500B單片機10電連接，用以計算單擺的次數(shù)和擺動的時間，ME500B單片機10上還安裝有五位的數(shù)碼顯示管11和電池12。
[0013]在圖2中，ME500B單片機右邊上部通過五個三極管8550和五個數(shù)碼顯像管相連，右邊下部和電容C4、C5、開關K3、穩(wěn)壓集成電路7805組成的電源電路相連，ME500B單片機左邊和電阻R1、發(fā)光二極管Dl串聯(lián)的電路相連，和電阻R2、R3、三極管Ql組成的電路相連，和電阻R4、R5、三極管Q2組成的電路相連，和電容Cl、電阻R7、開關Kl、K2、電容C2、電容C3、石英震蕩器Y組成的震蕩電路相連。
【權利要求】
1.一種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器，包括一個底座，其特征在于，底座上豎直的固定有一個支柱，支柱上水平的固定有半圓板的量角器，支柱位于量角器中央，支柱上端水平的固定一個支桿，支桿前端的中心位置有一個垂直向下的小孔，上端打過結的擺線從小孔內(nèi)穿過，擺線下端系有擺錘，支桿的一側(cè)和豎直的標尺上端相連，標尺的下端固定在底座上，標尺上部固定有光電傳感器支架，光電傳感器支架上安裝有發(fā)光管和光接收管組成的對射式光電傳感器，擺錘擺動時，擺線位于發(fā)光管和光接收管之間，對射式光電傳感器和ME500B單片機電連接，用以計算單擺的次數(shù)和擺動的時間，ME500B單片機上還安裝有五位的數(shù)碼顯示管和電池。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于擺線偵測的數(shù)控式單擺實驗演示儀器，其特征在于，ME500B單片機右邊上部通過五個三極管8550和五個數(shù)碼顯像管相連，右邊下部和電容C4、C5、開關K3、穩(wěn)壓集成電路7805組成的電源電路相連，ME500B單片機左邊和電阻R1、發(fā)光二極管Dl串聯(lián)的電路相連，和電阻R2、R3、三極管Ql組成的電路相連，和電阻R4、R5、三極管Q2組成的電路相連，和電容Cl、電阻R7、開關K1、K2、電容C2、電容C3、石英震蕩器Y組成的震蕩電路相連。
【文檔編號】G09B23/10GK203812453SQ201420206696
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月26日 優(yōu)先權日:2014年4月26日
【發(fā)明者】李嘉晨 申請人:李嘉晨