[实用新型]同步电火花打点计时器

说明书

本实用新型涉及一种用于物理实验的对物理实验中的小车进行计时的电火花打点计时器。

现在公知的电火花打点计时器有两种：一种是将高频石英晶体振荡经分频后得到100赫兹以内的方波，再经微分，放大、升压，得到大幅度、大空度系数低频脉冲，将脉冲加在一个安装在小车上的弹片尖针和一块金属板之间，并在弹片尖针和金属板之间放一条誊影纸带，当小车运动时，誊影纸被击穿一系列的小点，相邻两点的时间间隔为脉冲频率的倒数，达到了计时目的（详见专利号为90106607.9的专利申请说明书）。另一种是将市电（220V，50HZ）变成50HZ方波，再经微分、放大、升压……，来达到计时目的的，用这两种计时器做实验，是用手释放小车的，它不能记录小车从静止位置运动到某一位置所用的时间，同步电火花打点计时器在上述基础上增加了由同步开关，打点自动切断励磁电流电路及电磁线圈组成的自动释放系统，在打点之前，让电磁线圈吸住小车上的软磁体，使小车保持静止，在打第一个点时，准时切断励磁电流，释放小车，使打点与小车运动同时开始，从而准确地记录了小车从静止运动到某一位置所用的时间。

本实用新型的目的是力求得到一种打点与小车运动同时开始的电火花打点计时器，以便能准确地记录小车从静止开始运动到某一位置所用的时间。

本实用新型技术方案是：在公知的电火花打点计时器的基础上增加一个由同步开关，打点自动切断励磁电流电路，有软磁体为芯的线圈组成的自动释放系统；并在小车上安装一个软磁体。这个系统是这样的：将一个有软磁体为芯的线圈的一端接高电位，另一端接一只NPN型三极管的集电极，这三极管的发射极接低电位（比地的电位高一定量），将一只可控硅的正极接在上述三极管的基极，可控硅负极接地，控制极接在电火花打点计时器脉冲放大电路中某一只三极管的基极，并在三极管的基极安装一只开关（称之为同步开关），使用时，先从三极管基极注入一定电流，使电磁线圈有电流通过而具有磁性，电磁线圈吸住小车上的软磁体而使小车保持静止，然后闭合同步开关，当脉冲通过同步开关到达可控硅控制极时，可控硅导通（其内阻可视为零），使三极管基极接地，其基极电位低于发射极电位而截止，励磁电流被切断，小车被释放，开始运动，同时对外输出脉冲，即开始打点。

有了以上同步释放系统，在打第一个点时，小车准时开始运动，小车从静止位置运动到第n个点位置所用的时间t＝（n－1）T，（T为打点周期），这个时间是一个准确的时间。这样，在测量小车运动的加速度时，可用公式s＝ 1/2 at²来测算，测算过程中，我们只需测量出小车的总位移S，就很快计算出小车的加速度，这比用公式a＝ (△S)/(T²) 来测算加速度要简便得多；另外利用同步电火花打点计时器做实验，可得到初速度为零的匀加速运动在连续相等的时间内发生的位移之比等于1：3：5……的规律，这在以前是无法用实验来验证的；适当的装置与之配合，可研究自由落体运动的规律，测算重力加速度，具有准确、可靠、直观，测算简便的特点。

图一和图二是本适用新型的两个实施例。