專利名稱：固體的熱脹冷縮實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于教學(xué)演示用具，涉及一種固體的熱脹冷縮實驗儀器。
目前，國內(nèi)小學(xué)教師在向?qū)W生講授固體都有熱脹冷縮性質(zhì)的時候，實驗教具有“手持式金屬球熱脹演示儀”，它是用金屬球在常溫下可以穿過圓環(huán)，演示金屬球受熱后不能穿過圓環(huán)的實驗，說明固體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。還有測量紫銅絲受熱前后的長度變化來說明固體是有熱脹冷縮性質(zhì)的。這些方法都是對金屬進(jìn)行的實驗。以金屬做實驗，就得出所有固態(tài)物體都有熱脹冷縮性質(zhì)的結(jié)論，缺乏說服力。從認(rèn)識過程來說，用一種現(xiàn)象就得出一個結(jié)論，具有局限性，是不科學(xué)的。
本實用新型的目的旨在克服已有教具的不足，提供一種固體的熱脹冷縮實驗儀，不但可以對金屬、非金屬所有固態(tài)物體進(jìn)行實驗，而且可根據(jù)被驗物體的長度調(diào)節(jié)跨距，適應(yīng)各種規(guī)格、形狀固體的實驗。其次，本實用新型還具有動作靈敏、顯示直觀的優(yōu)點。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)其目的的。一種固體的熱脹冷縮實驗儀，包括底板、被驗物體的橋架、彈性鋼片、移動指針以及顯示裝置。其長方形底板上開有兩段縱向滑槽，橋架由活動檔板和固定板與底板構(gòu)成，活動檔板立置在底板有滑槽一邊，并與底板固定，固定板立置在底板的另一邊，并固接。固定板靠近上端的外平面上設(shè)置彈性鋼片，彈性鋼片上連接移動指針。顯示裝置包括顯示板，顯示板上有刻度標(biāo)記，顯示板連接在固定板一側(cè)的端面上，使移動指針位于刻度標(biāo)記部位。
活動檔板與底板的連接，可用角鐵的一個平面與活動檔板固定，而角鐵的另一個平面對應(yīng)滑槽打孔，用螺栓與底板固定。活動檔板上端設(shè)置被驗物體的定位臺階。彈性鋼片用細(xì)鐵絲與移動指針連接。
顯示裝置還包括集成線路板、發(fā)光二極管、電池，其集成線路板安裝在顯示板的上部，發(fā)光二極管插在集成線路板的插孔內(nèi)，電池安裝在固定板的外面，正極與彈性鋼片連接，負(fù)極與集成線路板連接，移動指針與集成線路板的輸入接口接觸。移動指針是一種上端彎折成90度的薄紫銅接觸片。電池與彈性鋼片之間設(shè)有線路開關(guān)。
本實用新型由于被驗物體橋架的活動檔板可調(diào)，因此可根據(jù)實驗件的長度調(diào)節(jié)跨距，適用于不同規(guī)格的長方體、圓柱體、或其他固態(tài)物體的熱脹冷縮實驗。由于彈性鋼片和移動指針動作靈敏，因此不僅可對熱脹系數(shù)大的金屬進(jìn)行實驗，而且對于熱脹系數(shù)小的非金屬，比如玻璃棒、陶瓷棒也可達(dá)到滿意的實驗效果。由于電池與彈性鋼片、移動指針、集成線路板形成了閉合回路，因此串接在集成線路板上的發(fā)光二極管發(fā)光顯示。當(dāng)被驗物體受熱膨脹伸長時，壓迫彈性鋼片傾斜，使移動指針與集成線路板的接口接觸導(dǎo)通電路，發(fā)光二極管顯示。隨著物體繼續(xù)熱脹，指針從左到右逐漸移動，發(fā)光二極管也從左到右逐次發(fā)亮，冷卻時指針、發(fā)光二極管反向變化。學(xué)生可直觀地看到物體熱脹冷縮變化的全過程。


圖1是一種固體的熱脹冷縮實驗儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是又一種固體的熱脹冷縮實驗儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
如
圖1所示，一種固體的熱脹冷縮實驗儀，包括長方形底板1，其上開有兩段縱向滑槽11，活動檔板2立置在底板1上有滑槽的一邊，用角鐵12使其一個平面與活動檔板連接，另一個平面對應(yīng)滑槽打孔，用螺栓13與底板1固定；固定板3立置在底板的另一邊，用螺釘或乳膠固接；固定板3靠近上端的上平面上，用壓板9連接彈性鋼片4，彈性鋼片的上端用細(xì)鐵絲5與移動指針6連接；顯示板8用螺釘連接在固定板3的一側(cè)端面上，使移動指針6位于顯示板上部的刻度標(biāo)記7的部位。為了使被驗物體(如金屬棒)15與彈性鋼片4保持良好接觸，在活動檔板2的上端面設(shè)置定位臺階10。為了方便實驗儀的放置平穩(wěn)，在底板1的下面安裝4個支腳14。
如圖2所示，另一種固體的熱脹冷縮實驗儀，它的結(jié)構(gòu)包括長方形底板1上開有兩段縱向滑槽11，底板上立置一塊木質(zhì)活動檔板2和木質(zhì)固定板3構(gòu)成了放置被驗物體(如陶瓷方棒)15的橋架，固定板3用螺釘或乳膠固接在底板1的一邊，在底板1的另一邊(有滑槽的一邊)，用角鐵12的一個平面與活動檔板2螺釘連接，角鐵的另一個平面對應(yīng)滑槽位置打孔，用螺栓13穿過角鐵、滑槽和底板固定在一起。固定板3一側(cè)的端面上用螺釘連接顯示板8，顯示板的上部安裝集成線路板19和發(fā)光二極管20，固定板3靠上端外面上設(shè)置彈性鋼片4，可用壓板9連接在固定板上。彈性鋼片4的上端用細(xì)鐵絲5連接移動指針6，移動指針與集成線路板的輸入接口18接觸。為了使移動指針有良好的導(dǎo)電性，可用薄紫銅片制作，為了使其與接口有可靠的接觸面，可將紫銅片上端彎折90度。固定板3的外面設(shè)有電池16，電池正極與彈性鋼片4連接，負(fù)極與集成線路板19連接。電池16與彈性鋼片4之間設(shè)有線路開關(guān)17。為了使被驗物體15與彈性鋼片4保持緊密接觸，在活動檔板2的上端面設(shè)置被驗物體定位臺階10。為方便實驗儀的放置，在底板1的下面安裝4個支腳14。
活動檔板2與固定板3也可用其他絕緣材料制作。電池16也可用經(jīng)變壓整流的電源代替。
本實用新型的使用方法如下首先根據(jù)被驗物體(如陶瓷方棒)15的長度調(diào)節(jié)跨距，將被驗物體放置在活動檔板的定位臺階10和固定板3上的彈性鋼片4之間，接通電源，使第一只顯示燈發(fā)亮。初始位置(零位)確定后，緊固活動檔板。然后開始加熱被驗物體，由于陶瓷棒受熱膨脹，長度伸長，壓迫彈性鋼片4傾斜，帶動指針6移動，改變指針與集成線路板的觸點，使發(fā)光二極管從左至右逐漸發(fā)亮。冷卻時，指針隨陶瓷棒的收縮、彈性鋼片的回彈，向左移動，使發(fā)光二極管從右向左逐次熄滅，直至零位。
權(quán)利要求1.一種固體的熱脹冷縮實驗儀，其特征在于所述的實驗儀包括底板、橋架、彈性鋼片、移動指針以及顯示裝置，其長方形底板(1)上開有兩段縱向滑槽(11)，橋架由活動檔板(2)和固定板(3)與底板(1)構(gòu)成，活動檔板(2)立置在底板(1)上有滑槽的一邊，并與底板固定，固定板(3)立置在底板(1)的另一邊并與底板固接，固定板(3)靠近上端的外平面上設(shè)置彈性鋼片(4)，彈性鋼片上連接移動指針(6)，顯示裝置包括顯示板(8)，顯示板上有刻度標(biāo)記(7)，顯示板連接在固定板(3)的一側(cè)端面上，使移動指針(6)位于刻度標(biāo)記(7)部位。
2.按照權(quán)利要求1所述固體的熱脹冷縮實驗儀，其特征在于所述活動檔板(2)與底板(1)的連接，可用角鐵(12)的一個平面與活動檔板固定，角鐵的另一個平面對應(yīng)滑槽(11)打孔，用螺栓(13)與底板(1)固定。
3.按照權(quán)利要求1所述固體的熱脹冷縮實驗儀，其特征在于所述活動檔板(2)的上端面設(shè)置定位臺階(10)。
4.按照權(quán)利要求1所述固體的熱脹冷縮實驗儀，其特征在于所述彈性鋼片(4)用細(xì)鐵絲(5)與移動指針(6)連接。
5.按照權(quán)利要求1所述固體的熱脹冷縮實驗儀，其特征在于所述的活動檔板(2)和固定板(3)用絕緣材料制作，所述的顯示裝置還包括集成線路板(19)、發(fā)光二極管(20)、電池(16)，其集成線路板(19)安裝在顯示板(8)的上部，發(fā)光二極管(20)插在集成線路板的插孔內(nèi)，電池(16)安裝在固定板(3)的外面，正極與彈性鋼片(4)連接，負(fù)極與集成線路板(19)連接，移動指針(6)與集成線路板的輸入接口(18)接觸。
6.按照權(quán)利要求5所述固體的熱脹冷縮實驗儀，其特征在于所述的移動指針(6)是一種上端彎折成90度的薄紫銅接觸片。
7.按照權(quán)利要求5所述固體的熱脹冷縮實驗儀，其特征在于所述電池(16)與彈性鋼片(4)之間設(shè)有線路開關(guān)(17)。
專利摘要一種固體的熱脹冷縮實驗儀,包括:帶縱向滑槽的底板,立置在底板上的活動擋板和固定板,與固定板側(cè)面連接的顯示板,安裝在顯示板上部的集成線路板和發(fā)光二極管,設(shè)置在固定板上部的彈性鋼片,與彈性鋼片連接的移動指針,設(shè)置在固定板上的電池以及連接線路。本實用新型具有適用范圍廣、動作靈敏、顯示直觀的優(yōu)點,是各類學(xué)校講授“固體具有熱脹冷縮性質(zhì)”自然課的理想教具。
文檔編號G09B23/16GK2373855SQ9921530
公開日2000年4月12日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者喬輝 申請人:喬輝