光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置，用来演示光能调节与四象限光电池的原及应用，该装置由：光能调节原理演示、四象限光电池原理演示两个模块和步进电机、轴承、照度探头、隔离柱、控制键等组成，控制面板控制光学起偏镜的转动改变光照度，反过来通过单片机控制系统控制步进电机的转动从而改变光学起偏镜的角度，达到调节光照度；控制面板决定五个发光二极管哪一个被点亮，电压表头可以读出四象限光电池的每一象限电压值，从而分别实现光照度值的调节以及四象限光电池工作的原理演示。
【专利说明】光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于物理原理及应用的物理实验仪器领域，是一种光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置。通过实验，能演示出自动调节光能变化以及四象限光电池的原理和应用，从而揭示出光能调节以及四象限光电池的物理原理及实际应用。
【背景技术】
[0002]本实用新型是一种光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置。将光能调节与四象限光电池原理演示置于一个演示教学平台上的教学仪器目前还是空白。本实用新型可以在物理演示教学中，通过直观形象生动的教学内容，灵活多变的实验方式，更有效地激发学生对这一应用技术的创造性。不仅验证了光能变化自动调节以及四象限光电池相关物理原理，还可以促使学生将理论与工程实际相结合，全面提高科学素养与综合能力。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置，用来演示调节光能变化以及四象限光电池的原理，主要由:步进电机(I)、齿轮I
(7)、齿轮II (17)、轴承I (5)、轴承II (9)、轴承111(11)、轴承IV(18)、四象限光电池(25)和LED (26)以及控制面板(30)组成，其特征在于，所述模块包括:由光学检偏镜(13)、光学起偏镜(16)、溴钨灯(21)以及照度探头(15)组成的光能变化自动调节装置模块；由隔离柱I
(23)、隔离柱II (28)、光电池座(22)、LED (26)、LED固定座(29)组成的四象限光电池原理演示模块。
[0004]根据图1所述，本实用新型发明中打开控制面板(30)的电源开关(31)和灯开关(37)，
[0005]点亮装在光源座(20)中的溴钨灯(21)，溴钨灯(21)发出的光，透过光学起偏镜
(16)，光学起偏镜(16)随齿轮II (17)转动，光学检偏镜(13)不动，照度探头(15)测量出光照度的变化，控制面板(30)根据光照度的变化值控制步进电机(I)的工作，步进电机(I)通过电机座(2)安装在平台(32)上，齿轮I (7)和齿轮II (17)通过轴承I (5)和轴承II (9)及轴承III(Il)和轴承IV(IS)支撑，光学起偏镜(16)转动的角度不同，从光学检偏镜(13)中透过的光能不同，齿轮I (7)的转动的角度根据单片机控制系统确定，由此实现对光能调节的原理演示。
[0006]所述的四象限光电池原理演示模块由光电池座(22)、隔离柱I (23)、光电池焊接板(24)、四象限光电池(25)、LED (26)、LED焊接板(27)、隔离柱II (28)、LED固定座(29)组成，四象限光电池(25)安装在光电池焊接板(24)上，通过隔离柱I (23)固定在光电池座
(22)上，5个LED (26)安装在LED焊接板(27)上，通过隔离柱II (28)固定于LED固定座
(29)上，位于中间的LED (26)对应四象限光电池(25)的原点，通过控制控制面板(30)的按键(34)可以点亮5个LED (26)中的任何一个，根据四象限光电池不同象限的光面积，可以测量出各个象限的电压变化，电压的数值显示于控制面板(30)的电压表头(33)上，由此实现四象限光电池原理的演示。
[0007]单片机控制系统都安装于控制面板(30 )上，控制面板由数码管(35 )显示点亮LED的位置，电压表头(33)读取四象限光电池(25)的电压变化。
[0008]本专利的有益效果是:在一台演示教学装置上，分别演示光能调节和四象限光电池原理，可加深学生对光能的调节与四象限光电池的原理理解。同时使学生直观的感受到光能的调节过程，以及观察到四象限光电池的工作过程，开拓学生视野，培养学生具体分析问题的能力，使学生受到科研工作能力基本素质的训练。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1光能调节装置图。
[0010]图2四象限光电池原理演示装置图。
[0011]图3 LED组件右视图。
[0012]图4控制面板。
[0013]1、步进电机 2、电机座 3、联轴节 4、轴承压盖I 5、轴承I 6、轴承支撑板I
[0014]7、齿轮I 8、轴承支撑板II 9、轴承II 10、轴承压盖II 11、轴承III
12、轴承压盖III 13、光学检偏镜 14、照度探头座 15、照度探头 16、光学起偏镜 17、齿轮II 18、轴承IV 19、轴承压盖IV 20、光源座 21、溴钨灯 22、光电池座 23、隔离柱I 24、光电池焊接板 25、四象限光电池 26、LED27、LED焊接板 28、隔离柱II 29、LED固定座 30、控制面板 31、电源开关
[0015]32、平台 33、电压表头34、按键35、数码管36、蜂鸣器37、灯开关。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图所示实施例进一步说明本实用新型具体采用的技术路线:
[0017]1、光能调节原理演示的技术路线
[0018]如图1所示，当打开控制面板(30)的电源开关(31)时，蜂鸣器鸣(36)叫一声，表示装置能正常工作，按下溴钨灯(21)的灯开关(37)，点亮装在光源座(20)中的溴钨灯
(21)，转动齿轮II (17)带动光学起偏镜(16)的转动，光学检偏镜(13)不动，从而改变透过光的照度，固定于照度探头座(14)上的照度探头(15)测量出光照度的变化，可以测出光学起偏镜(16)的转动前后光照度的变化，控制面板(30)上的单片机控制系统根据光照度的变化值控制步进电机(I)的工作，步进电机(I)通过电机座(2 )安装在平台(32 )上，齿轮I
(7)和齿轮II (17)通过轴承1(5)和轴承II (9)及轴承III (11)和轴承IV (18)支撑，光学起偏镜(16)转动的角度不同，从光学检偏镜(13)中透过的光能不同，齿轮I (7)的转动的角度根据单片机控制系统确定，由此实现对光能调节的原理演示。
[0019]2、四象限光电池原理演示的技术路线
[0020]如图2所示，四象限光电池(25)安装在光电池焊接板(24)上，通过隔离柱I (23)固定在光电池座(22)上，5个LED (26)安装在LED焊接板(27)上，通过隔离柱II (28)固定于LED固定座(29 )上，位于中间的LED (26 )对应四象限光电池(25 )的原点，通过控制控制面板(30)的按键(34)可以点亮5个LED (26)中的任何一个，根据四象限光电池不同象限的受光面积，可以测量出各个象限的电压变化，电压的数值显示于控制面板(30)的电压表头(33)上，当点亮中间的LED (26)时，四象限光电池的各个象限的受光面积相等，接收到相同的光功率，输出相同的电压信号，当点亮其他的LED (26)时，每个象限被光斑覆盖的面积不同，于是各个象限光电池产生的电压不尽相同，由位于控制面板(30)上的电压表头(33)可以读出电压的值。
[0021 ] 单片机控制系统都安装于控制面板(30 )上，控制面板由数码管(35 )显示点亮LED的位置，电压表头(33)读取四象限光电池(25)的电压变化。
【权利要求】
1.一种光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置，用来演示调节光能变化以及四象限光电池的原理，主要由:步进电机(I)、齿轮I (7)、齿轮II (17)、轴承I (5)、轴承II (9 )、轴承III (11)、轴承IV (18 )、四象限光电池(25 )和LED (26 )以及控制面板(30 )组成，其特征在于，所述模块包括:由光学检偏镜(13)、光学起偏镜(16)、溴钨灯(21)以及照度探头(15)组成的光能变化自动调节装置模块；由隔离柱I (23)、隔离柱II (28)、光电池座(22)、LED (26)、LED固定座(29)组成的四象限光电池原理演示模块。
2.根据权利要求1所述的光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置，其特征在于，溴钨灯(21)发出的光，透过光学起偏镜(16)，光学起偏镜(16)随齿轮II (17)转动，光学检偏镜(13)不动，照度探头(15)测量出光照度的变化，控制面板(30)根据光照度的变化值控制步进电机(I)的工作，步进电机(I)通过电机座(2)安装在平台(32)上，齿轮1(7)和齿轮II (17)通过轴承1(5)和轴承II (9)及轴承III (11)和轴承IV (18)支撑，光学起偏镜(16)转动的角度不同，从光学检偏镜(13)中透过的光能不同，齿轮I (7)的转动的角度根据单片机控制系统确定，由此实现对光能调节的原理演示。
3.根据权利要求1所述的光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置，其特征在于，所述的四象限光电池原理演示模块由光电池座(22)、隔离柱I (23)、光电池焊接板(24)、四象限光电池(25)、LED (26)、LED焊接板(27)、隔离柱II (28)、LED固定座(29)组成，四象限光电池(25)安装在光电池焊接板(24)上，通过隔离柱I (23)固定在光电池座(22)上，5个LED (26)安装在LED焊接板(27)上，通过隔离柱II (28)固定于LED固定座(29)上，位于中间的LED (26)对应四象限光电池(25)的原点，由此实现四象限光电池原理演示。
4.根据权利要求1所述的光能调节及四象限光电池原理演示的综合物理教学装置，其特征在于，该综合物理教学装置的控制系统都安装于控制面板(30)上，控制面板由数码管(35)显示点亮LED的位置，电压表头(33)读取四象限光电池(25)的电压变化。
【文档编号】G09B23/06GK203397558SQ201320491033
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2013年8月13日
【发明者】王方, 杨鑫, 魏韵天, 林晓珑, 姜永恒, 冯毅 申请人:吉林大学