[发明专利]智能型静电场测绘仪

说明书

技术领域

本发明涉及物理实验教学仪器，特别是涉及一种智能型静电场测绘仪。

背景技术

静电场描绘仪是物理实验中为不同类型的静电场而开发的实验教学仪器，实验 主要是利用稳恒电流场在导体中的分布来模拟静电场的分布，老式的静电场描绘仪 多采用导电纸或是水作为导体进行探针的手动侦测和定位，在前一种方法中，由于 导电纸上石墨层厚薄不均匀及电极与导电纸接触不均匀，导致描绘出的电场与预期 的相关甚远。在后一方法中，要求上下两探针必须同轴才能较好地描绘出模拟静电 场，但在实际使用过程中，由于支撑两探针的长薄铜片极易形变，导致上下两探针 严重错位而不能同轴，描迹误差太大，严重影响实验效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一 种智能型静电场测绘仪。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：智能型静电场测绘仪，其特征在 于，包括箱体、摄像头、微晶导电玻璃、集成电路板、探测笔，所述的箱体设置有 上下两层，所述的摄像头、微晶导电玻璃分别设于箱体上层内的两端，所述的集成 电路板固定于箱体下层内，所述的摄像头、微晶导电玻璃以及探测笔均与集成电路 板连接。

所述的箱体的下层设有第一通讯口、第二通讯口、第三通讯口以及电源接入口。

所述的集成电路板包括板体，以及分别设于板体上的控制芯片、第一通讯接口 电路模块、第二通讯接口电路模块、第三通讯接口电路模块和信号接受模块，所述 的第一通讯接口电路模块、第二通讯接口电路模块、第三通讯接口电路模块以及信 号接受模块均与控制芯片控制连接。

所述的微晶导电玻璃的电极与信号接受模块通信连接，所述的探测笔与第二通 讯接口电路模块通信连接。

所述的探测笔包括壳体、探针、聚光束发射灯以及拍照按钮模块，所述的探针 设于壳体的头端，并通过一模拟电压数据线与第二通讯接口电路模块连接，所述的 聚光束发射灯设于壳体内，所述的拍照按钮模块设于壳体上，并通过一信号线与第 二通讯接口电路模块连接。

所述的箱体为硬质塑料箱。

所述的控制芯片为PICS16F877。

所述的第一通讯接口电路模块为USB通讯接口电路模块。

所述的第二通讯接口电路模块为RS2321接口电路模块。

所述的第三通讯接口电路模块为RS232接口电路模块。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、可操作性强：利用光学定位的方式，实验者要做的仅仅是移动探测笔，观 察电脑上显示的数据，按下按键就可以对电场点进行采集。数据分析和静电场分布 图的整个完成过程都由专利自带的软件完成并打印，无需实验者自己绘图，具有很 强的操作性，十分方便；

二、定位精确：由于本发明使用的是光学平面定位的方式和坐标系校正的算法， 图片的分辨率为640*480，定位的电场点在实际坐标中可以精确到小数点后两位； 利用PICS16f877的十位AD转换功能，电压信息可以精确到小数点后两位。

三、安全稳定：于本发明使用的微晶导电玻璃，探测笔和集成电路板所使用的 电压通过220V家用电压变压器接入后，都在10V或10V以下，是安全可靠的， 不对人身安全构成威胁，电路简单稳定；

四、检修方便：本发明的测绘仪构造层次分明，方便拆卸和更换。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的集成电路板的结构示意图；

图3为本发明的探测笔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1～3所示，智能型静电场测绘仪，包括箱体1、摄像头2、微晶导电玻璃 3、集成电路板4、探测笔5，所述的箱体1设置有上下两层，所述的摄像头2、微 晶导电玻璃3分别设于箱体上层内的两端，所述的集成电路板4固定于箱体下层内， 所述的摄像头2、微晶导电玻璃3以及探测笔5均与集成电路板4连接。