[发明专利]一种首点定位高准度的电火花打点计时器

说明书

本发明提供了一种首点定位高准度的电火花打点计时器，包括壳体，所述壳体内部还设有电源模块、单片机、功能分区电位器、电火花高压发生器、电磁铁以及升压调整模块，所述壳体外部设有显示屏，所述电源模块通过电路与单片机、功能分区电位器、电火花高压发生器、电磁铁以及升压调整模块进行电连接，所述单片机上设有电路引脚，通过所述电路引脚与显示屏、功能分区电位器、电火花高压发生器、电磁铁进行电连接，所述单片机内设有计算机控制程序，通过计算机控制程序进行高压驱动，经过电火花高压发生器驱动放电针进行打点，所述壳体上还设有墨粉纸盘以及放电针，本发明通过电源电压大小可调来改变高压；通过电磁铁双控制电路减少剩磁对首点定位精确度的影响。

技术领域

本发明涉及教学仪器技术领域，尤其是涉及一种首点定位高准度的电火花打点计时器。

背景技术

目前中学物理实验在研究物体在力学轨道上的运动情况时采用电火花打点计时器，其输入电源是50Hz的交流电，该计时器产生电火花的周期是20ms 固定不变的，可以用于较高运动速度时加速度的计算，但对于运动速度较低的加速度计算则会产生较大的误差；现有很多途径可以提高打点计时器的精确度，例如利用石英晶体振荡作为输出脉冲信号源；例如通过改变数据处理方法如用最小二乘法进行拟合计算；例如从自动化方面入手进行改进；如通过改变固定方式，如精细耐用的墨鼓代替经常易损坏的墨粉纸，如通过改进打点计时器的使用方法等提高精度。目前还有用单片机开发出频率可以调整的电火花打点计时器来解决低速运动的加速度计算误差问题，但该电火花打点计时器仍不能解决初速度为零的首点定位误差较大的问题

基于上述一系列的问题，遂有以下技术方案的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种首点定位高准度的电火花打点计时器，通过电源电压大小可调来改变高压；通过电磁铁双控制电路减少剩磁对首点定位精确度的影响。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种首点定位高准度的电火花打点计时器，包括壳体，所述壳体内部还设有电源模块、单片机、功能分区电位器、电火花高压发生器、电磁铁以及升压调整模块，所述壳体外部设有显示屏，所述电源模块通过电路与单片机、功能分区电位器、电火花高压发生器、电磁铁以及升压调整模块进行电连接，所述单片机上设有电路引脚，通过所述电路引脚与显示屏、功能分区电位器、电火花高压发生器、电磁铁进行电连接，所述单片机内设有计算机控制程序，通过计算机控制程序进行高压驱动，经过电火花高压发生器驱动放电针进行打点，所述壳体上还设有墨粉纸盘以及放电针，当打点计时器开始工作时，纸带经过墨粉纸盘以及放电针的打点进行测量。

进一步的，所述单片机内设有剩磁控制电路，所述剩磁控制电路外接有电磁铁，通过电磁铁的磁力作用控制打点计时器运行时小车的运行初速度。

进一步的，所述壳体上设有凹槽，所述凹槽上放置有墨粉纸盘，墨粉纸盘中间设有放电针，所述放电针在电火花高压发生器的驱动下进行放电打点。

进一步的，所述壳体上一端固定设有导电片压纸条，纸带由导电片压纸条进行压紧。

进一步的，所述电源模块外设有开机按钮，所述开机按钮外连接家用电源电压220V，当需要使用打点计时器时，将打点计时器的开机按钮按下并连接家用电源电压。

进一步的，所述计算机控制程序外设有并行接口，通过所述并行接口输出脉冲信号至高压驱动电路，高压驱动电路驱动高压电路模块，高压模块输出高压电弧打出电火花。

进一步的，所述高压电路模块设有N沟道型MOS管，当接通电源后，并行接口输出高电平，三极管基极B被电源上拉，三极管的集电极C低电平，MOS 管的栅极低电平，MOS管的阳极高电平截止；当并行接口输出低电平时，三极管截止，MOS管的栅极高电平，MOS管阳极低电平导通，电流通过高压线圈初级对地导通，次级高压输出，产生电火花。