专利名称：一种模拟静电场无纸描绘仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物理实验和教学演示仪器，特别是一种模拟静电场的无纸描绘 仪，可广泛用于高校、中职和中学物理实验教学或演示物理教学。
背景技术：
现代工业发展对静电应用、静电防护及静电现象研究不断深入，但是要确定带电 体周围的电场分布情况，对于一些具有对称性规则带电体的电场分布通常可采用计算方法 或实验方法。但其中对于某些具有对称性规则带电体的电场分布，例如，示波管、显像管、加 速器、电子显微镜等内部的聚焦电场虽然具有对称性，但无法得出解析解，而只能用数值求 解得出近似解，计算过程也很复杂；而对于非对称带电体或形状复杂的电荷分布，用数学方 法求解则非常困难。因此，针对这些情况通常采用实验的方法或模拟法来获取带电体的电 场分布。静电场中由于无电流，不能用磁电式电压表直接测出静电场的分布情况；如果用 模拟法，即恒定电流场模拟静电场，可以得到相应结果。模拟法是利用几何形状和物理规律 在形式上相似的原理，对于一些不容易直接测量的实验在相似条件下用间接测量的方法得 到。目前普遍采用的模拟静电场描绘仪，其结构包括含底座板、描绘平台及支承柱在 内的描绘仪架体，带探针悬臂和描绘头悬臂的联动架及分设于两悬臂端的探针、针孔式描 绘头及其针孔记录(描绘)纸用软橡胶垫，导电微晶玻板及置于其上的同轴电导体，电压显 示表以及连接导线。该描绘仪的描绘(记录)方式是将描绘纸(白纸或坐标纸)置于胶垫 上，探针在每对准一个电势位置点后、描绘者即点压描绘头悬臂上的针孔式描绘头，位于其 下部的钢针便在描绘纸上对应打(刺)上一孔，记录完后再用笔将相应的孔点连接描绘出 电力线，从而得到模拟静电场的电场分布状况图。采用此类针孔式描绘方法虽然可描绘出 模拟静电场的静电场分布情况，但由于采用纸或坐标纸作为载体并通过打孔的方式记录， 一是.针尖频繁穿孔橡胶垫的表面不但会变得凹凸不平、而且针尖亦易卷曲，而造成纸面 破损或针孔过大，影响作图效果；二是.一但打上孔点后即不能进行修改，整张描绘纸便废 了，对此每年在该类实验教学中因此而使用、特别是浪费的纸张量特别大。因而，背景技术 存在打孔描绘方式落后、影响作图效果，描绘纸消耗量及浪费量大，使用成本高等缺陷。
发明内容本实用新型的目的是针对背景技术存在的缺陷，改进设计一种模拟静电场无纸描 绘仪，采用无纸描绘模拟静电场的电场分布状况图，改进描绘方式，以达到描绘时修改方 便，确保作图效果，不消耗描绘纸，降低使用成本等目的。本实用新型的解决方案是在保持传统模拟静电场描绘仪的基本结构基础上，将针 孔式描绘头改进设计成笔(墨)式描绘头、同时采用可擦式描绘板代替软橡胶垫及其描绘 纸，从而实现其发明目的。因此，本实用新型包括含底座板、描绘平台及支承柱在内的描绘 仪架体，带弹性式探针悬臂和弹性式描绘头悬臂的联动架及分设于两悬臂前端的探针、描绘头，导电微晶玻璃板及置于其上的同轴电导体，电压显示表及导线，关键在于描绘头为笔 (墨)式描绘头，在描绘平台与笔式描绘头之间还设有一可擦式描绘板；笔式描绘头紧固于 弹性式描绘头悬臂的前端，可擦式描绘板则活动式置于描绘头下端的描绘平台上。所述可擦式描绘板为设有坐标的有机玻璃板或塑料板。而所述笔式描绘头包括带 笔尖的笔头、笔筒及将笔筒与笔头密封连接成一体的密封套、设于笔筒内的墨汁、以及与笔 筒顶端密封连接的按键。本实用新型由于采用笔(墨)式描绘头及可擦式描绘板代替针孔式描绘头和软 橡胶垫及其描绘纸，改进了描绘方式，描绘板可重复使用；不但具有描绘过程中修改方便， 可确保作图的效果，而且不需要描绘纸，有效避免了描绘纸的消耗和浪费，使用成本低等特
点ο
图1为本实用新型模拟静电场无纸描绘仪结构示意图(轴测图)；图2为图1中笔式描绘头4的结构示意图(放大图)。图中1-1.底座、1-2.描绘平台、1-3.支承柱，2.联动架、2_1.弹性式探针悬臂、 2-2.弹性式描绘头悬臂，3.探针，4.笔式描绘头、4-1.笔头、4-2.密封套、4-3.笔筒、4-4. 墨汁、4-5.螺母、4-6.按键，5.同轴电导体，6.导电微晶玻璃板，7.电压显示表，8.导线， 9.可擦式描绘板。
具体实施方式
本实施方式中底座1-1、描绘平台1-2、支承柱1-3，联动架2、弹性式探针悬臂 2-1、弹性式描绘头悬臂2-2，探针3，同轴电导体5，导电微晶玻璃板6，电压显示表7及导 线8的连接均与背景技术相同；笔式描绘头4中的笔头4-1采用吸水式硬质泡沫塑料、长 20mm、直径(p2mm、描绘端为锥尖形，密封套4_2采用杯体式密封套、高18mm、上口部与笔筒 4-3配合处内径(plOmm、底部中心开直径为(p2mm的孔与笔头4_1通过防水胶密封固定， 笔筒4-3高32mm、外径(plOmm、壁厚2mm、筒体下端插入密封套4_2并通过防水胶密封紧固， 上部筒体插入2-2弹性式描绘头悬臂前端的连接孔并通过管螺与螺母4-5连接定位后、通 过强力胶与悬臂紧固成一体，按键4-6材质为工程塑料、直径(p20mm、厚8mm、与笔筒4-3采 用可拆卸式密封连接，墨汁4-4本实施方式采用兰色油性墨汁；可擦式描绘板9、本实施方 式采用带坐标格的乳白色磨毛有机玻璃板，几何尺寸为(长X宽X厚)200X150X2. 5mm。
权利要求1.一种模拟静电场无纸描绘仪，包括含底座板、描绘平台及支承柱在内的描绘仪架体， 带弹性式探针悬臂和弹性式描绘头悬臂的联动架及分设于两悬臂前端的探针、描绘头，导 电微晶玻璃板及置于其上的同轴电导体，电压显示表及导线，其特征在于描绘头为笔式描 绘头，在描绘平台与笔式描绘头之间还设有一可擦式描绘板；笔式描绘头紧固于弹性式描 绘头悬臂的前端，可擦式描绘板则活动式置于描绘头下端的描绘平台上。
2.按权利要求1所述模拟静电场无纸描绘仪，其特征在于所述可擦式描绘板为设有坐 标的有机玻璃板或塑料板。
3.按权利要求1所述模拟静电场无纸描绘仪，其特征在于所述笔式描绘头包括带笔尖 的笔头、笔筒及将笔筒与笔头密封连接成一体的密封套、设于笔筒内的墨汁、以及与笔筒顶 端密封连接的按键。
专利摘要本实用新型公开了一种可广泛用于高校、中职及中学物理实验和教学演示的模拟静电场的无纸描绘仪。包括含底座板、描绘平台及支承柱在内的描绘仪架体，带弹性式探针悬臂和弹性式描绘头悬臂的联动架及分设于两悬臂前端的探针、笔式描绘头，导电微晶玻璃板及置于其上的同轴电导体，设于描绘平台与笔式描绘头之间的活动式可擦式描绘板，电压显示表及导线。该实用新型由于采用笔式描绘头及可擦式描绘板代替针孔式描绘头和软橡胶垫及其描绘纸，改进了描绘方式，描绘板可重复使用；不但具有描绘过程中修改方便，可确保作图的效果，而且不需要描绘纸，有效避免了描绘纸的消耗和浪费，使用成本低等特点。
文档编号G09B23/18GK201877049SQ20102061916
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者严一明 申请人:电子科技大学