[实用新型]光针式演示电表

说明书

本实用新型涉及一种演示电表，尤其是光针式演示电表。

目前，公知的教学用演示电表属大型磁电式电表，结构简单，可见度高，但是，由于灵敏度不高，对在电磁学实验中常常出现的微弱电流无法测试，又由于机械指针长，质量大，导致惯性很大，反应慢，给检测变化快速的交变电流或脉冲电流造成困难，甚至容易造成错误判断。例如用来检测单根导线切割磁力线运动产生的感生电流，表针完全不动(即使用小型微安表测量表针也只动一点点，几乎看不出来)。又例如演示磁铁插入线圈产生的感生电流，当磁铁在线圈中停止运动瞬间感生电流已立即消失，可是表针由于惯性却仍在摆动着，并不立即指零，常给人一种错觉，如果拿着磁铁极快地插入线圈，根据法拉弟电磁感应定律，感生电流应该更大，但是检测结果恰恰相反，表针偏转反而小了，过快运动时甚至根本不摆动，表针反应不过来，又如用来检测普通只绕有几十匝的无铁芯电感线圈在通、断电瞬间(用一节电池实验)所产生的既微弱又变化快速的脉冲电流就更无能为力了。如果用来研究电磁振荡，实验条件非常苛刻，必须选用高Q值大电感线圈和优质大电容才能看到表针几个周期的摆动，给实验带来很多不便。

本实用新型的目的是提供一种新颖的光针式演示电表，其灵敏度很高且无机械惯性，反应快速，能有效地检测诸如磁铁插入单匝线圈所产生的微弱电流以及快速变化的交变电流和脉冲电流，用来定性研究电磁感应，自感互感，电磁振荡等现象都极为方便，有效。

本实用新型的技术方案是：光针式演示电表由光针式演示电表电路，和含有发光显示屏及一般表壳附件的光针式演示电表壳体组成，其电路由两个相同的高增益放大电路、两个相同的针式/扇环驱动电路和发光电路组成，被检测的电信号经放大电路放大后通过针式/扇环驱动电路，驱动发光电路中的发光元件发光，在相应的针式/扇环发光显示屏上表现为光针摆动，用此检测电流的大小和电压的高低，从而用光针取代现有演示电表的机械指针。

下面结合附图进一步详细说明光针式演示电表电路。图1为光针式演示电表电路优选实施例。

实施例中，光针式演示电表电路由高增益放大电路I和II、针式/扇环驱动电路III和IV，以及发光电路V组成，其中：

高增益放大电路I中，NE5534型单运放集成电路IC₁作为前置放大器，它的输入端第3脚通过隔离二极管D₃与输入分压器即灵敏度调节器RP_1-1滑动端相连接，第2脚为负反馈端，R₂、R₃组成负反馈网络，第1、8两脚为调零端，外接调零电位器RP₂，第6脚为IC₁输出端，用电阻R₄与三极管Q₁基极直接耦合；三极管Q₁与Q₂共同组成两级直接耦合放大电路，Q₁集电极通过电阻R₇与Q₂基极相连，Q₂集电极引出端①即为放大电路I的输出端，用导线直接与驱动电路III的集成电路IC₃的第5脚相连接；高增益放大电路II与高增益放大电路I相同，A、B、C为输入接线柱，C₁为隔直通交电容。

针式/扇环驱动电路III由LM3914点/线集成电路IC₃和电阻R₁₇组成，IC₃内部包括一个十级比较器、一个十级线性分压器、一个输入缓冲器、模式转换开关K，它的第4脚和第6脚分别是分压器的低端和高端，在第7脚和第8脚之间提供了1.25V基准电压。第1、18、17、16、15、14、13、12、11、10脚依次为其内部十个比较器的第1至第10个输出端。由分压器和比较器组成的十级线性比较器，它与第5脚输入的电压进行比较，作出相应的指示。第9脚与模式转换开关K相连，当K接a时，电路指示为针式，当K接b时，电路指示为扇环式。针式/扇环驱动电路IV与针式/扇环驱动电路III相同。