簡易電火花計時器的製作方法
2023-09-24 03:46:15 4
專利名稱：簡易電火花計時器的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種簡易電火花計時器，主要適合農村高中力學實驗計時用儀器。
目前電火花計時器，如我國專利號90214962.8和專利號92220534.5的電火花計時器，都是利用交流電的相位信息進行工作的，在沒有交流電源的情況下不能進行工作。
本發明的目的為克服電火花計時器的缺點，設計一種使用直流電源的簡易火花計時器。
本實用新型所採用的技術為乾電池E的電流經振蕩升壓電路產生約300V中壓的直流電流，該電流輸入脈衝升壓電路後將產生高壓電流，為控制脈衝升壓電路的工作狀態，在乾電池和脈衝升壓電路之間加一個脈衝開關電路，電池的電流經脈衝開關電路後產生脈衝信號，該脈衝信號控制脈衝升壓電路，這樣在脈衝升壓電路的輸出端將產生單向的萬伏高壓微電流脈衝，供微電流脈衝轉印法作計時與記錄運動體的「時－空」信息之用。
本實用新型的效果在缺電的地方或無交流電源插座的地方，用乾電池作電源，電火花計時器進行工作。
圖 1 為本實用新型簡易電火花計時器電路結構框圖圖 2 為本實用新型簡易電火花計時器具體電路圖現結合附圖
作最佳實施例說明
圖一中，乾電池E與振蕩升壓電路用連線a連接，乾電池E電流一支路電流進入振蕩升壓電路；振蕩升壓電路與脈衝升壓電路間用連線c連接，使振蕩升壓電路產生的中壓直線電流輸入脈衝升壓電路；乾電池E電流的另一支路電流通過連線b輸入脈衝開關電路，脈衝開關電路輸出的脈衝電信號通過連線(d)輸入脈衝升壓電路，脈衝升壓電路在輸出端N產生萬伏單向微電流脈衝，供微電流轉印法作計時與記錄運動體的「時－空」信息之用。圖中箭頭方向為電流信號流動方向。
微電流轉印法即用上述脈衝升壓電路輸出端N的正極接放電針，負極上放墨粉紙，黑粉紙上蓋白紙，當放電針在白紙上放電時，讓白紙與放電紙之間的運動，與物體的運動相同。
圖二中，給出了具體的振蕩升壓電路，脈衝開關電路，脈衝升壓電路結構1、振蕩升壓電路，串接電池組E的正端，經一開關K1分兩路，一路接由PNP型3極管BG1與NPN型的三極體組成的複合管的發射極，此複合管的接法是BG1的發射極接BG2的集電極，BG1的集電極接BG2的基極，在BG1的發射極上接一電容C1的正極到電池組的負端，即O線。BG1的基極上正接二極體D1到變壓器T1的L2的尾端3，BG2的發射極接L1的首端2，T1的L3的首端5與L2的首端1相接，此接點經電阻R1至O線，電容C2是與R1並聯的。L3的尾端6經正接的二極體D2至電容器C3，再經電阻R2至電容器C4，C3與C4的另一極接O線。
2、脈衝開關電路在開關K1的另一路接555集成電路的8腳，電容器C5的正極接此8腳，負極接O線，與8腳相接的還有4腳及電阻R4，R4的另一端接電位計R3的滑動接點，R3的一固定點接7腳及經電阻R5接6腳，此6腳再接2腳及電容器C7與K2，K2的另端接電容器C8。5腳與電容器C6相接，C6、C7、C8的另一端接O線。1腳接O線，3腳經電容器C9接穩壓管DW及二極體D4的正端，DW的另一端接O線，D4的另一端接可控矽BG3的控制極。
3、脈衝升壓電路脈衝變壓器T2的原邊L4的一端接R2與C4交點上，另一端經二極體D5正接到可控矽BG3的正極，BG3的負極接O線，二極體D3與L4並聯，成反接狀。L5的兩端為微電路脈衝高壓的輸出。
電路是這樣工作的1、振蕩升壓電路當開關K1閉合後，在振蕩升壓電路中，電流經BG2的集電極、發射極與L1至O線，此電流的靜態受電阻R1供給BG1的基極電流經BG1放大後控制，動態則是L1與L2之間有正反饋，形成振蕩，電路中的D1是為增加BG1的基射之間的反方向斷阻電壓而設。振蕩在L3兩端升壓並經二極體D2整流對電容器C3充電約至300伏，此電壓再經電阻R2對電容器C4充電，完成振蕩升壓的目的。
2、脈衝開關電路以555集成電路為中心的自激多諧振蕩器的周期決定，選C7＝C8，先於K2斷開時調R3使3腳的方波輸出周期為0.05秒，在K2閉合時便可得3腳的輸出周期為0.1秒，3腳的輸出的方波經電容器C9正緣經D4觸發可控矽BG3成周期性的導通。
3、脈衝升壓電路，當BG3被觸發導通時，電容器C4上的電荷經變壓器T2原邊L4放電，放電電流還經D5，BG3成迴路，此電流在副邊L5上升壓成萬伏高電壓，脈衝感應電壓因磁通變化在減少時D3在L4上短路，削弱了L5的負波輸出，每次輸入L4的電力約為2.5×10－3焦爾，在L5上輸出的是單向高壓微電流脈衝。
用上述脈衝的正極接放電針，負極上放墨粉紙，墨粉紙上蓋白紙，當放電針在白紙上放電時，讓白紙與放電針之間的運動與物體的運動相同，即可獲得運動體的「時－空」分布，達到用電池為電源作電火花計時的目的。
權利要求1.一種簡易電火花計時器，由電阻，放大器、變壓器等電子元件所組成，其特徵為乾電池(E)與振蕩升壓電路用連線(a)連接，乾電池(E)電流一支路電流進入振蕩升壓電路；振蕩升壓電路與脈衝升壓電路間用連線(c)連接，使振蕩升壓電路產生的中壓直流輸入脈衝升壓電路；乾電池(E)電流的另一支路電流通過連線(b)輸入脈衝開關電路，脈衝開關電路輸出的脈衝電信號通過連線(d)輸入脈衝升壓電路，脈衝升壓電路在輸出端(N)產生萬伏單向微電流脈衝，供微電流脈衝轉印法作記時與記錄運動體的「時-空」信息之用。
2.根據權利要求1所述的簡易電火花計時器，其特徵為振蕩升壓電路為串接電池組E的正端，經一開關K1分兩路，一路接由PNP型三極體BG1與NPN型三極體組成的複合管的發射極，此複合管的接法是BG1的發射極接BG2的集電極，BG1的集電極接BG2的基極，在BG1的發射極上接一電容C1的正極到電池組的負端，即O線，BG1的基極上正接二極體D1到變壓器T1的L2的尾端3，BG2的發射極接L1的首端2，T1的L3的首端5與L2的首端1相接，此接點經電阻R1至O線，電容C2是與R1並聯的，L3的尾端6經正接的二極體D2與至電容器C3，再經電阻R2至電容器C4，C3與C4的另一極接O線。
3.根據權利要求1、2所述的簡易電火花計時器，其特徵是所說的脈衝開關電路的結構為在開關K1的另一路接555集成電路的8腳，電容器C5的正極接此8腳，負極接O線，與8腳相接的還有4腳及電阻R4，R4的另一端接電位計R3的滑動接點，R3的一固定點接7腳及經電阻R5接6腳，此6腳再接2腳及電容器C7與K2，K2的另一端接電容器C8，5腳與電容器C6相連，C6、C7、C8的另一端接O線，1腳接O線，3腳經電容器C9接穩壓管DW及二極體D4的正端，DW的另一端接O線，D4的一另端接可矽BG3的控制極。
4.根據權利要求1、2所述的電火花計時器，其特徵是所說的脈衝升壓電路的結構為脈衝變壓器T2的原邊L4的一端接R2與C4交點上，另一端經二極體D5正接到可控矽BG3的正極，BG3的負極接O線，二極體D3與L4並聯，成反接狀，L5的兩端為微電路脈衝高壓的輸出。
5.根據權利要求3所述的電火花計時器，其特徵是所說的脈衝升壓電路的結構為脈衝變壓器T2的原邊L4的一端接R2與C4交點上，另一端經二極體D5正接到可控矽BG3的正極，BG3的負極接O線，二極體D3與L4並聯，成反接狀，L5的兩端為微電路脈衝高壓的輸出。
專利摘要本實用新型簡易電火花計時器，屬高中力學實驗計時及獲得「時—空」分布用儀器。其特徵是用乾電池作電源，振蕩升壓電路將電池的低壓直流升為中壓直流，另用脈衝開關電路控制脈衝升壓電路，振蕩升壓電路中產生的中壓直流經脈衝升壓電路產生萬伏以上單向高壓微電流脈衝，以作為計時與獲得運動體的「時—空」分布之用。可在缺電和無交流電源插座條件下作電火花計時實驗之用。
文檔編號G04F10/00GK2149650SQ93238020
公開日1993年12月15日 申請日期1993年1月9日 優先權日1993年1月9日
發明者李俊倫, 金毅 申請人:李俊倫, 金毅