专利名称：指针式光电计时(计速)表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术在物理教学实验领域内的应用。
现行教学实验中使用数字式计时器，是根据原教育部《JY36－79》号技术标准设计的，主要由时基信号单元、控制单元、计数和显示单元及电源单元四个部分组成，结构较复杂，成本较高，以交流电为电源，推广使用不便。
为了大幅度的降低成本，以适应普通中学，特别是广大农村中学的教学条件，提出本实用新型设计。
本设计的指针式光电计时(计速)表由光电门电路、取样保持电路，指示电流表及其电路构成。其主要优点在于其成本只是数字式计时器的十分之一，体积也大大减小。用六节干电池作电源可避免使用时受交流供电的限制。旣可代替数字计时器与现行设备中的气垫导轨，大型演示电流计组合进行演示实验，也可设计开发利用光电计时(计速)的学生实验。
电路原理见附图
。由聚光小灯L、3DV及3DK 构成的光电门控制开关二极管2CK的开启时间，电源通过开关二极管对取样电容C1充电，充电电压Vc－E′(1－
)伏。高输入阻抗的埸效应管对Vc取样并保持放大，然后经电流计指示出光电门的开启时间t。如果规定挡光片的宽度，例如10毫米，则可在对应的时间刻度上标出速度刻度。这样就可以直接读出挡光片通过光电门的平均速度(如果忽略挡光片的宽度即可视为即时速度)。
计时表可根据需要设计多个量程，本设计中共有两档。Ⅰ档满刻度为25ms(速度为40～500cm／s)。充电时间常数τ＝40ms，Ⅱ档满偏刻度为125ms(速度8～100cm／s)充电时间常数τ＝200ms。
指示电流计的内阻可不考虑，灵敏度在1mA以内均可使用。开关二极管需进行挑选，反向电阻越大越好。
表盘的刻画方法以Ⅰ档为例，当t＝25ms时指针偏转满刻度(设为100分度)此时电容器充电电压Vc与电源电压E′之比Vc／E′＝1－
＝0.465。Vc＝6×0.465＝2.79伏。此电压直接加到埸效应管的栅极上。由于埸效应管工作在线性区域，所以表盘刻度与光电门开启时间的对应关系是表盘刻度值
，按这样的规律可计算并画出Ⅰ档的表盘。Ⅱ档则将Ⅰ档对应的刻度乘以5即可。
权利要求1.物理教学实验中的光电计时装置，该装置由光电门电路，取样保持电路、指示电表及其电路组成，其特征在于A.取样保持电路的开关二极管正极通过电阻R4或R5与光电门的输出端相接，负极与取样电容C1相接，取样电容的另一端接地。B.埸效应管的栅极通过R6与取样电容C1、开关二极管负极相接。C.埸效应管与接在它的源极上的电阻R7构成电桥电路的一个臂，电阻R8、W2、R9串联构成电桥的另一个臂，电流计与灵敏度调整电位器W1串联后接在桥路上。
2.根据权利要求1所述的光电计时装置，其特征是一个开关电路与光电门输出端相接。
3.根据权利要求1所述的光电计时装置，其特征是高输入阻抗的电路元件的输入端与取样电容、开关二极管负极相接，完成取样保持功能。
专利摘要物理教学实验中的数字式光电计时器，造价高，又使用交流电，推广使用不便。本设计光电计时(计速)表，造价是数字式的十分之一，用六节干电池作电源。为设计开发利用光电计时(计速)的学生分组实验提供可能。同时又可与现行的气垫导轨等仪器的光电门四芯插口通用，用大型演示电流计指示，进行演示实验。特别适用于广大农村中学，具有广泛的实用价值和开发前景。
文档编号G04F10/00GK2035107SQ8820049
公开日1989年3月29日 申请日期1988年1月15日 优先权日1988年1月15日
发明者梁玉祥 申请人:梁玉祥