專(zhuān)利名稱(chēng)：一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的電阻絲型電位差計(jì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的電阻絲型電位差計(jì)裝置，屬于教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在物理教學(xué)中，經(jīng)常需要測(cè)量電壓，目前，常采用伏特表來(lái)測(cè)量電壓或電動(dòng)勢(shì)；但是，由于伏特表自身的內(nèi)阻在電路中有分流作用，往往容易產(chǎn)生較大的誤差；尤其在大學(xué)物理或高級(jí)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，一般采用11米弦線式電位差計(jì)和UJ31型電位差計(jì)，11米弦線式電位差計(jì)原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但接線繁雜和由于體積大而導(dǎo)致操作不便；UJ31型電位差計(jì)接線簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。因而，怎樣將弦線式電位差計(jì)和UJ31型電位差計(jì)這兩種類(lèi)型電位差計(jì)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，在很大程度上減輕教師和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的負(fù)擔(dān)，就成為一個(gè)物理教學(xué)中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型將弦線式電位差計(jì)和UJ31型電位差計(jì)這兩種類(lèi)型電位差計(jì)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，改變傳統(tǒng)的11米弦線式電位差計(jì)中弦線裸露在外面而容易遭學(xué)生破壞和體積大的缺點(diǎn)，同時(shí)又讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)UJ31型電位差計(jì)的基本操作方法，并且讓學(xué)生能夠?qū)W生清楚的觀察該裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)的工作原理，并對(duì)UJ31型電位差計(jì)的結(jié)構(gòu)和操作有初步的認(rèn)識(shí)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案由步進(jìn)旋鈕I、電阻絲盤(pán)12、同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕3、電阻絲盤(pán)114、電阻絲代換盤(pán)5、常閉滑動(dòng)金屬片6、保護(hù)開(kāi)關(guān)7、工作電流調(diào)節(jié)電阻8、透明箱體
9、壓觸式開(kāi)關(guān)10、工作電源接線柱U、待測(cè)電源接線柱12組成，測(cè)量裝置的測(cè)量電阻絲總長(zhǎng)為N米，并分為三個(gè)部分，第一部分由N-I米長(zhǎng)電阻絲組成的電阻絲盤(pán)12，每I米電阻絲繞成線圈形狀，形成一個(gè)步進(jìn)為I米的10擋位步進(jìn)盤(pán)，由步進(jìn)旋鈕I進(jìn)行操作，最右端為步進(jìn)的起點(diǎn)；第二部分為兩個(gè)90厘米長(zhǎng)的電阻絲盤(pán)114、電阻絲代換盤(pán)5組成的代換式線路，并與第一部分的步進(jìn)盤(pán)的起點(diǎn)相連接，每10厘米長(zhǎng)電阻絲繞成線圈形狀，形成兩個(gè)步進(jìn)為10厘米的9擋位步進(jìn)盤(pán)，和同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕3連接，最右端為步進(jìn)的起點(diǎn)；第三段為兩段10厘米長(zhǎng)電阻絲組成的代換式線路，并與第二部分的步進(jìn)盤(pán)的起點(diǎn)相連接，在兩段電阻絲之間連接一個(gè)始終與電阻絲相接觸的常閉金屬滑片6，可以從O 10厘米連續(xù)的調(diào)節(jié)；在待測(cè)電源接線柱12之間接有一個(gè)檢流計(jì)保護(hù)開(kāi)關(guān)7和一個(gè)測(cè)量用的壓觸式開(kāi)關(guān)10，整個(gè)裝置封裝在透明箱體9內(nèi)，透明箱體9上固定一對(duì)工作電源接線柱11。裝置可調(diào)電阻絲的總長(zhǎng)度N米取值為11米。所述的步進(jìn)旋鈕I、同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕3、常閉滑動(dòng)金屬片6、保護(hù)開(kāi)關(guān)7、工作電流調(diào)節(jié)電阻8、透明箱體9、壓觸式開(kāi)關(guān)10、工作電源接線柱11、待測(cè)電源接線柱12為市售的普通元件。本實(shí)用新型的有益效果是測(cè)量電阻絲總長(zhǎng)度為N米，采用了步進(jìn)調(diào)節(jié)的方法，改變了電阻線的長(zhǎng)度，大大縮小了電位差計(jì)的體積，也使得外圍接線變得簡(jiǎn)單；采用了三盤(pán)調(diào)節(jié)來(lái)確定電阻的方法，在操作上與UJ31型電位差計(jì)的測(cè)量操作類(lèi)似，使學(xué)生在學(xué)會(huì)操作本實(shí)用新型后很容易操作UJ31型和其它相類(lèi)似的電位差計(jì)，可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)儀器成本；同時(shí)由于采用透明的箱體封裝，可以讓學(xué)生清楚地觀測(cè)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及操作所引起的變化，避免傳統(tǒng)的“黑箱子”儀器模型，并讓學(xué)生很容易掌握實(shí)驗(yàn)的測(cè)量原理，也能夠使學(xué)生掌握代換式線路的原理。


圖I為本裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中各標(biāo)號(hào)依次表示1_步進(jìn)旋鈕、2-電阻絲盤(pán)1、3_同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕、4-電阻絲盤(pán)II、5-電阻絲代換盤(pán)、6-常閉滑動(dòng)金屬片 、7-保護(hù)開(kāi)關(guān)、8-工作電流調(diào)節(jié)電阻、9-透明箱體、10-壓觸式開(kāi)關(guān)、11-工作電源接線柱、12-待測(cè)電源接線柱。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示由步進(jìn)旋鈕I、電阻絲盤(pán)12、同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕3、電阻絲盤(pán)114、電阻絲代換盤(pán)5、常閉滑動(dòng)金屬片6、保護(hù)開(kāi)關(guān)7、工作電流調(diào)節(jié)電阻8、透明箱體9、壓觸式開(kāi)關(guān)
10、工作電源接線柱11、待測(cè)電源接線柱12組成，測(cè)量裝置的測(cè)量電阻絲總長(zhǎng)為N米，并分為三個(gè)部分，第一部分由N-I米長(zhǎng)電阻絲組成的電阻絲盤(pán)12，每I米電阻絲繞成線圈形狀，形成一個(gè)步進(jìn)為I米的10擋位步進(jìn)盤(pán)，由步進(jìn)旋鈕I進(jìn)行操作，最右端為步進(jìn)的起點(diǎn)；第二部分為兩個(gè)90厘米長(zhǎng)的電阻絲盤(pán)114、電阻絲代換盤(pán)5組成的代換式線路，并與第一部分的步進(jìn)盤(pán)的起點(diǎn)相連接，每10厘米長(zhǎng)電阻絲繞成線圈形狀，形成兩個(gè)步進(jìn)為10厘米的9擋位步進(jìn)盤(pán)，和同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕3連接，最右端為步進(jìn)的起點(diǎn)；第三段為兩段10厘米長(zhǎng)電阻絲組成的代換式線路，并與第二部分的步進(jìn)盤(pán)的起點(diǎn)相連接，在兩段電阻絲之間連接一個(gè)始終與電阻絲相接觸的常閉金屬滑片6，可以從O 10厘米連續(xù)的調(diào)節(jié)；在待測(cè)電源接線柱12之間接有一個(gè)檢流計(jì)保護(hù)開(kāi)關(guān)7和一個(gè)測(cè)量用的壓觸式開(kāi)關(guān)10，整個(gè)裝置封裝在透明箱體9內(nèi)，透明箱體9上固定一對(duì)工作電源接線柱11。裝置可調(diào)電阻絲的總長(zhǎng)度N米取值為11米。本實(shí)用新型工作原理是利用電阻的分壓特性，在通有電流的電阻絲上截取一段電阻絲的電壓與待測(cè)電源進(jìn)行比較，當(dāng)測(cè)量支路上電流為零時(shí)二者有相等的電壓值。本實(shí)用新型具體工作過(guò)程將工作電源接入工作電源接線柱11，選擇好合適的工作電流，待測(cè)電源Ex和標(biāo)準(zhǔn)電池Es通過(guò)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)并聯(lián)后再串聯(lián)一個(gè)檢流計(jì)，接入待測(cè)電源接線柱12。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電池Es時(shí)，斷開(kāi)保護(hù)開(kāi)關(guān)7，按下壓觸式開(kāi)關(guān)10，根據(jù)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)步進(jìn)旋鈕1，選擇電阻絲長(zhǎng)度LI ;調(diào)節(jié)聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕3，選擇電阻絲長(zhǎng)度L2 ;調(diào)節(jié)常閉金屬滑片6，選擇電阻絲長(zhǎng)度L3，使得檢流計(jì)指針指向O位置；合上保護(hù)開(kāi)關(guān)7，再次調(diào)節(jié)常閉金屬滑片，選擇電阻絲長(zhǎng)度L3，使得檢流計(jì)指針再次指向O位置，則在待測(cè)電源接線柱12之間的電阻絲的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L1+L2*0. 1+L3*0. Olm0測(cè)量未知電池電動(dòng)勢(shì)Ex時(shí)，斷開(kāi)保護(hù)開(kāi)關(guān)7，按下壓觸式開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)步進(jìn)旋鈕，選擇電阻絲長(zhǎng)度LI';調(diào)節(jié)聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕，選擇電阻絲長(zhǎng)度L2';調(diào)節(jié)常閉金屬滑片，選擇電阻絲長(zhǎng)度使得檢流計(jì)指針指向O位置；合上保護(hù)開(kāi)關(guān)7，再次調(diào)節(jié)常閉金屬滑片，選擇電阻絲長(zhǎng)度L3，，使得檢流計(jì)指針指向O位置，則在待測(cè)電源接線柱之間的電阻絲的總長(zhǎng)度為U =Ll' +12f *0. 1+L3' *0. 01m，根據(jù)測(cè)
量結(jié)果有待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的大小SEx=Es* L' / L0 本實(shí)用新型是通過(guò)具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明的，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本實(shí)用新型不局限于所公開(kāi)的具體實(shí)施過(guò)程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
權(quán)利要求1.ー種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的電阻絲型電位差計(jì)裝置，其特征在干由步進(jìn)旋鈕(I)、電阻絲盤(pán)I (2)、同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕(3)、電阻絲盤(pán)II (4)、電阻絲代換盤(pán)(5)、常閉滑動(dòng)金屬片(6)、保護(hù)開(kāi)關(guān)(7)、工作電流調(diào)節(jié)電阻(8)、透明箱體(9)、壓觸式開(kāi)關(guān)(10)、工作電源接線柱(11)、待測(cè)電源接線柱(12)組成；測(cè)量裝置的測(cè)量電阻絲總長(zhǎng)為N米，井分為三個(gè)部分，第一部分由N-I米長(zhǎng)電阻絲組成的電阻絲盤(pán)I (2)，每I米電阻絲繞成線圈形狀，形成ー個(gè)步進(jìn)為I米的10擋位步進(jìn)盤(pán)，最右端為步進(jìn)的起點(diǎn)；第二部分為兩個(gè)90厘米長(zhǎng)的電阻絲盤(pán)II (4)、電阻絲代換盤(pán)(5)組成的代換式線路，并與第一部分的步進(jìn)盤(pán)的起點(diǎn)相連接，每10厘米長(zhǎng)電阻絲繞成線圈形狀，形成兩個(gè)步進(jìn)為10厘米的9擋位步進(jìn)盤(pán)，和同軸聯(lián)動(dòng)步進(jìn)旋鈕(3)連接，最右端為步進(jìn)的起點(diǎn)；第三段為兩段10厘米長(zhǎng)電阻絲組成的代換式線路，并與第二部分的步進(jìn)盤(pán)的起點(diǎn)相連接，在兩段電阻絲之間連接ー個(gè)始終與電阻絲相接觸的常閉金屬滑片(6);在待測(cè)電源接線柱(12)之間接有ー個(gè)檢流計(jì)保護(hù)開(kāi)關(guān)(7)和一個(gè)測(cè)量用的壓觸式開(kāi)關(guān)(10)，整個(gè)裝置封裝在透明箱體(9)內(nèi)，透明箱體(9)上固定ー對(duì)工作電源接線柱(11)?！?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的電阻絲型電位差計(jì)裝置，其特征在于裝置可調(diào)電阻絲的總長(zhǎng)度N米取值為11米。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的電阻絲型電位差計(jì)裝置，屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域；本裝置分為三個(gè)部分，第一部分由N-1米長(zhǎng)的電阻絲組成，將每米電阻絲繞成線圈形狀，形成一個(gè)步進(jìn)為1米的N-1擋位步進(jìn)盤(pán)；第二部分由兩個(gè)90厘米長(zhǎng)的電阻絲組成的代換式線路，每10厘米長(zhǎng)電阻絲繞成線圈形狀，形成一個(gè)步進(jìn)為10厘米的9擋位步進(jìn)盤(pán)；第三部分為兩段10厘米長(zhǎng)電阻絲組成的代換式線路；測(cè)量時(shí)通過(guò)改變旋鈕擋位和滑線盤(pán)觸點(diǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度電阻絲的選擇，從而選取合適的電壓；儀器采用透明面板進(jìn)行封裝；本實(shí)用新型操作面板透明，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)，儀器保留了弦線式電位差計(jì)的工作原理，又引入了其它類(lèi)型電位差計(jì)中步進(jìn)的操作方法。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202650364SQ201220124529
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉志強(qiáng), 李方江, 馬琨, 李迅鵬 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)