[实用新型]一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，属于教学试验设备领域。

背景技术

密里根油滴实验是大学物理实验教学中普遍采用的内容，目前该实验使用的密立根油滴实验仪的两个金属极板之间的直流电压控制部分绝大多数采用电位器改变调整管的基极电位来完成。电位器在使用过程中，接触点与电阻体产生机械摩擦，电阻体表面容易被磨损，其结果是电位器调节电压的调节精度，调节灵敏度等都会大打折扣。另一方面，仪器使用过程中，随着各个功能按键次数的增加，控制按钮经常会出现触点损坏，接触不良，机械磨损、按键失灵等情况。这些情况的出现，会造成仪器极板电压不稳，变化不均，以及对油滴运动状态的控制中产生延时，严重时甚至没有响应的情况。这些机械磨损都会致使控制质量下降甚至失灵，导致仪器不能正常工作。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，包括光电编码电路、触摸控制输入电路、液晶显示电路、数模转换电路，模数转换电路和电压调节电路；所述触摸控制输入电路和光电编码电路的输出端均与单片机的信号输入端连接，所述单片机的信号输出端分别与液晶显示电路的输入端以及数模转换电路的输入端连接，所述数模转换电路的输出端与电压调节电路的输入端连接，所述电压调节电路通过模数转换电路与单片机连接，所述电压调节电路调节密立根油滴实验仪；所述光电编码电路包括光电编码器U4、上拉电阻R6和上拉电阻R7，所述光电编码器U4的A路输出端与单片机P32端口连接，所述光电编码器U4的B路输出端与单片机P33端口连接，所述上拉电阻R6设置在单片机P32端口处，所述上拉电阻R7设置在单片机P33端口处；所述触摸控制输入电路包括触摸屏，所述触摸屏的LCD-TOUCH端通过串口与单片机连接；所述数模转换电路包括数模转换芯片U2，所述数模转换芯片U2的DIN端口与单片机的P21端口连接， SCLK端口与单片机的P22端口连接， CS端口与单片机的P23端口连接， FS端口与单片机的P24端口连接；所述电压调节电路包括三极管Q2、运放U3、电阻R13、电阻R15、电源插孔U43和电源插孔U44，所述三极管Q2的集电极接直流高压，基极与数模转换芯片U2的OUT端口连接，发射极分别与数模转换芯片U2的AGND端口和电源插孔U43连接，所述三极管Q2的发射极还依次通过电阻R13和电阻R14与电源插孔U44连接，所述电源插孔U43和电源插孔U44分别与密立根油滴实验仪油滴盒的两极板连接，所述运放U3连接在电阻R13和电阻R14之间；所述模数转换电路包括模数转换芯片U1和滤波电容C41，所述模数转换芯片U1的CS端口与单片机的P27端口连接，DOUT端口与单片机的P26端口连接，DCLOCK端口与单片机的P25端口连接，+IN端口与运放U3的VOUT1端口连接，所述滤波电容C41设置在+IN端口与-IN端口之间。

所述液晶显示电路包括液晶显示芯片，所述液晶显示芯片的输入端与单片机的P31端口连接，所述液晶显示芯片的输出端与单片机的P30端口连接，所述液晶显示芯片的读忙端与单片机的读忙端连接。

所述触摸屏为M100触摸屏。

所述数模转换芯片U2为TLV5616芯片。

所述模数转换芯片U1为ADS7816芯片。

所述单片机上还连接有晶振电路、视频显示器、自检报警电路、复位电路和看门狗模块。

所述单片机为AT89C51。

本实用新型所达到的有益效果：1、本实用新型采用光电编码器替换电位器，在调节电压过程中实现无机械磨损，延长了仪器使用寿命；2、使用触摸屏替代控制按钮，不仅提高了控制质量，而且大大减少了装置损坏率；3、采用数模转换电路、模数转换电路，配合电压调节电路可实现电压调节，具有更高的控制精度。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

图2为单片机的电路连接示意图。

图3为光电编码电路示意图。

图4为液晶显示电路示意图。

图5为数模转换电路示意图。

图6为电压调节电路示意图。

图7为模数转换电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。