[实用新型]光电计时测试仪

说明书

本实用新型涉及一种测试仪，尤其是用于物理教学实验的一种计时兼测位移的光电计时测试仪。

目前，在物理教学中是采用打点计时器和气垫导轨对运动参量进行测定。这些仪器在运用中操作繁锁，不易调节，精度低，误差大，很难为教学取得满意的效果。中国专利87215593公布了一种《小型轨道测速仪》，这种测速仪由间隔安装在轨道钢轨内测的两个磁电式传感器和自动计时打印计算器组成，它采用了大规模集成电路技术制成的单片微机和滤除干扰信号的抗干扰电路装置，因而它成本高，并且它只能测试速度，不能测试其它运动参数，所以它不能作为教学仪器来进行物理实验。

本实用新型的目的是提供一种结构简单，使用方便，能做多种物理实验的光电计时测试仪。它可通过测试物体运动的时间和位移，验证物体运动规律和守恒定律。

本实用新型的目的是这样实现的：制作一导轨、小车和有刻度的测试台。将导轨位于测试台的台面上；测试台的一端安装升降螺丝，一端安装滚轮。通过升降螺丝调节测试台与水平面的夹角。在导轨上放置小车，小车经细线及滚轮与法码连接。小车上有电源开关及线光束灯。在测试台的刻度尺上夹持三只相同的光敏管，把三只光敏管的接线插头插入计时器插孔内。

当小车上的电源开关闭合时，小车上的线光束灯开亮，小车沿导轨从左向右运动，车上的线光束依次照射到光敏管上，三只光敏管各自产生一个开关信号，控制计时器计时的启停，从而达到计时的目的。小车运动经过光敏管之间的位移，可直接从试台的刻度尺上读出。

通过调节光敏管之间的距离和改变小车及法码的质量，可测出不同的时间和位移，从而演示分析物体的运动性质，验证有关物理定律。

采用上述方案，结构简单，成本低，使用方便，在物理教学实验中误差小，能获得较好的效果，它可做以下物理实验：

1.演示物体做匀速直线运动；

2.研究匀加速直线运动的规律；

3.验证牛顿第二定律；

4.验证动量守恒定律；

5.验证机械能守恒定律。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的整体结构图，也是本实用新型的一个实施例。

图2是本实用新型用于演示物体做匀速直线运动实验的原理示意图。

图3是本实用新型用于研究匀加速直线运动和验证牛顿第二定律实验的原理示意图。

图4是本实用新型用于验证动量守恒定律实验的原理示意图。

图5是本实用新型用于验证机械能守恒定律实验的原理示意。

在图1中，本实用新型由测试台1、导轨2、小车3、法码6、三只光敏管7、计时器8等组成。在测试台1上有挡板5和刻度尺11。在小车3和挡板5的接触面上贴有尼龙搭扣。防止小车3越出台面和作碰撞实验的粘贴物。导轨2位于测试台1台面上，测试台面一头安装升降螺丝4，另一头安装滚轮14。小车3放置在导轨2上，小车3上有电源开关12和线光束灯13，小车3内可装入两节5号电池于电池盒中。小车3的一端经细线15及滚轮14与法码6连接。三只光敏管7是三只光敏三极管BG₁、BG₂、BG₃，它们分别夹在轨道旁边的刻度尺11上，尾部的接线插头插入计时器8的插孔内。在计时器8内部有电子秒表，在计时器8外部有显示窗16，复零按钮9和起动停止按钮10。

本实用新型可用于作如下物理实验：

（一）.演示物体做匀速直线运动（如图2所示）：

1：组装仪器及平衡摩擦

把本实用新型中的细线15和法码6取下，将导轨2水平放置，调节升降螺丝4，使小车3置于轨道任何一处都能刚好静止；把三只光敏管BG₁、BG₂、BG₃等距离夹到轨道旁的刻度尺11上，并与计时器8连接好，按下计时器8上的复零按钮9使显示窗16的数全部为0。闭合小车3的电源开关12，使小车3在轨上以一定初速沿光敏管BG₁→BG₃方向自由运动。车过三只光敏管后，读出计时器8计的两个时间，若t＝2t₁，说明小车受的摩擦已平衡，否则再调整升降螺丝4，再试，直到t＝2t₁。

2.演示匀速直线运动