[实用新型]适用于导电微晶静电场描绘仪的三点式静电场测量笔

说明书

技术领域

本实用新型属于物理静电场实验仪技术领域，具体涉及一种适用于导电微晶静电 场描绘仪的三点式静电场测量笔。

背景技术

电场强度和电势是描述静电场分布的两个基本物理量，但是这两个量的直接测量 很困难，所以实验中常根据静电场和电流场具有相同数学方程的特点，利用电流场的分布 模拟静电场的分布。首先利用电流场模拟出静电场的等势面，再根据电场线与等势面处处 正交的特点做出电场线，整个电场分布就可以用几何图形清楚地表示出来。目前普通物理 实验中广泛使用的静电场描绘仪都存在着一些弊端。GVZ-4型导电微晶静电场描绘仪，是一 种便携式导电微晶静电场描绘仪，包括箱体，电控器和两块导电微晶，其中第一块导电微晶 上设置同心圆电极和平行导线电极，第二块导电微晶上设置劈尖形电极和聚焦电极。同心 圆电极上印有极坐标；平行导线电极、劈尖形电极和聚焦电极上均印有平面直角坐标；实验 用坐标纸有两类，一类纸上印有极坐标，另一类纸上印有平面直角坐标。纸质坐标和电极上 坐标可以完全重合。

试验时，利用单臂测试探针测量出等势点C(或D)后，以电极A(或B)为参考原点，利 用数坐标线条数的方法确定其在导电微晶上的位置，然后在坐标纸上确定出电极A(或B)的 位置，以相同的电极为参考原点，数出相同的坐标线条数确定C(或D)在坐标纸上的位置，如 图2所示。

但是上述过程存在以下几个问题：

1、通过沿x（水平）和y（竖直）两个方向数坐标线条数确定等势点C(或D)的位置，耗 时长且容易数错；

2、数坐标线过程中，单臂测试探针的位置容易滑动，还需要重新寻找等势点C(或 D)；

当等势点为D（非x向和y向坐标线的交点）时，在导电微晶上和在坐标纸上确定D点 位置均需要估读，会有两次估读误差；

3、长期使用时，单臂测试探针针头与导电微晶相摩擦，不仅损伤导电微晶，且使探 针针头变粗，使测量的等势点为一个面，引入测量误差。

实用新型内容

针对上述现有技术中描述的不足，本实用新型的目的是提供一种确定等势点位置 时间短、测量精度高、适用范围广、实验成本低的静电场测量笔适用于导电微晶静电场描绘 仪的三点式静电场测量笔。

为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种适用于导电微晶静电场描绘仪的三点式静电场测量笔，包括绝缘底座、导线 和测量笔，导线的一端与测量笔连接，导线的另一端穿过绝缘底座作为电控器连接线，在绝 缘底座的下端面设置有静定位点和动定位点。

所述绝缘底座的下端面设置有直线导轨，动定位点安装在直线导轨上，静定位点 固定设置在绝缘底座下端面的一端。

在位于绝缘底座上方的导线上套设有金属软管。

所述金属软管的上端设有内螺纹，在金属软管的下端设有外螺纹，金属软管的下 端伸入绝缘底座的安装孔内，与安装孔螺纹连接并由螺母固定在绝缘底座上；金属软管的 上端与测量笔的上端螺纹连接。

所述测量笔的侧端设有侧压键，在测量笔的下端安装有铅笔芯。

本实用新型以绝缘底座上的动定位点和静定位点为两个固定点，以测量笔的铅笔 芯为测试点，利用测试点找到等势点，并与两个固定点构成稳定的三角形，这三个点为该三 角形的顶点，根据几何学知识，当三角形没有形变时，无论将其放置于何处，该三角形三个 顶点的相对位置不会发生变化。因此，只要在坐标纸上将三点式静电场测量笔的两个定位 点放置于相应的参考点后，等势点的位置就随之而确定。

本实用新型不仅能极大地提高实验效率和实验精度，而且还具有如下几个优势：

1）、无需专用坐标纸，降低了实验成本。利用三点式定位法确定等势点时，可以在 任意一张白纸上绘制出等势曲线，无需购买专用的坐标纸，降低了实验成本。

2）、无需在导电微晶上绘制坐标线，减少了制造工艺，在提高制造精度的同时，也 降低了生产成本。

3）、适用范围广，可描绘任意形状带电体的电场分布。利用本实用新型描绘静电场 时，由于无需在导电微晶上绘制坐标线，也无需专用坐标纸，所以就无需事先知道带电体的 静电场分布情况，因而可以绘制任意形状带电体的电场分布。

本实用新型绘制静电场速度快、精度高、适用范围广、实验成本低，可以为学生节 省大量的时间，使学生在有限的时间内可以从事更多的实验探索，能极大激发学生的学习 热情和兴趣。