[发明专利]一种静电场描绘仪及其使用方法

说明书

本发明提供一种静电场描绘仪及其使用方法，涉及实验教学仪器技术领域。本发明包括如下步骤：步骤1：打开电源开关，调节电位调节预设一电压值；显示在电位指示上；步骤2：X‑Y系统通过连接板与描绘探针同步移动，当电解槽中的电压与预设电压相同时，电源机箱输出电压至打印头；步骤3：打印头中的线圈受到电压作用产生磁场，导磁柱迅速向下弹出，使打印针在描绘平台上留下一个记录点，打印针留下记录点后迅速回到原位置，以此类推完成该预设电压的描绘；步骤4：根据实验要求，重置预设电压，并重复步骤2‑步骤3，直至完成实验要求的整个静电场的描绘。本发明从根本上消除了不同轴误差，提高实验效率。

技术领域

本发明涉及实验教学仪器技术领域，尤其涉及一种静电场描绘仪及其使用方法。

背景技术

目前应用于学校物理实验教学的静电场描绘仪按结构不同可分为双层描绘仪和单层描绘仪两种。目前很多高校实验课所用的静电场描绘仪大都使用双层结构的描绘仪来描绘模拟静电场。现有仪器连接上下两探针的固定手柄座质量较大，与实验台的摩擦力很大，在移动时很难控制它的移动位置。尤其是从静止到运动的瞬间和当电压表读数很接近参考待测位置电压而需要微小调节时，很难控制准确，因而导致误差较大，影响实验效果，增加了实验的难度。此外，双层结构的描绘仪容易产生“不同轴误差”。当上下两层的探针不在同一轴线上，如果描绘时没有转动，所得到的静电场分布可以说是被测电场的平移。但是，要求描绘时没有转动是很困难的。有转动时，在坐标纸上所描的等位点，就会与实际电场分布情况之间存在误差，即“不同轴误差”。单层描绘仪虽然有效的避免了不同轴误差，但是单层描绘仪需要在暗室下进行实验，不利于教学的开展，传统静电场描绘仪在描绘静电场时，先要寻找等位点，这种人工寻点的方法效率很低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种静电场描绘仪及其使用方法，本发明从根本上消除了不同轴误差，提高实验效率；

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一方面，本发明提供一种静电场描绘仪，包括电源机箱、静电场描绘系统、电解槽、电极；

所述电源机箱的面板上设有电压输出端(1)、电位调节(2)、电位指示(3)、电源开关(4)、插座(5)，电源机箱中设有自动检测电路、延时电路、驱动电路；所述驱动电路包括电阻R1、电容C4、二极管D4、继电器；所述电源模块对外接线端包括电源稳压块输入端、电源稳压块输出端、电源负极；所述继电器包括刀引脚1、常闭触点引脚2、常开触点引脚3、线圈引脚4、线圈引脚5；自动检测电路的输出端与延时电路的输入端相连接，延时电路的输出端与线圈引脚4相连接，线圈引脚5与电源负极相连接，电容C4的一端与电源负极相连接，另一端与刀引脚1相连接，常闭触点引脚2与电阻R1一端相连接，电阻R1另一端与电源稳压块输入端连接，常开触点引脚3与打印头相连接,二极管D4的一端与电源负极相连接，另一端与线圈引脚4相连接；

所述静电场描绘系统包括描绘平台、描绘探针、连接板、X-Y系统；所述X-Y系统包括横梁、打印头、支架、滑轮、主滑轮；所述打印头包括主线圈、弹簧、打印针、导磁柱、支撑架、挡板、固定器，主线圈的下方设有支撑架，弹簧置于主线圈的上方，导磁柱置于主线圈和弹簧内，其一端与打印针螺纹连接，另一端与挡板螺纹连接；打印针穿过支撑架与导磁柱螺纹连接；打印头通过主滑轮与横梁上设有的轨道相连接，沿X轴移动，横梁置于支架上端，支架下端通过滑轮与描绘平台两侧设有的轨道相连接，横梁沿Y轴移动；

所述电解槽中设有电极，电极与电解槽的接线柱相连接；打印头的一端与描绘探针电连接，另一端与插座(5)电连接，连接板的一端与描绘探针机械连接，另一端与打印头机械连接。

所述打印头中的固定器与打印针螺纹连接，用于限定打印针与平台的距离。

所述支撑架的一端由螺丝固定，另一端通过螺丝固定在主滑轮的侧面。

另一方面，本发明的一种静电场描绘仪的使用方法，包括如下步骤：