口连接，FS端口与单片机的P24端口连接。
[0027]如图6所示，上述电压调节电路包括三极管Q2、运放U3、电阻R13、电阻R15、电源插孔U43和电源插孔U44，三极管Q2的集电极接直流高压，基极与数模转换芯片U2的OUT端口连接，发射极分别与数模转换芯片U2的AGND端口和电源插孔U43连接，三极管Q2的发射极还依次通过电阻R13和电阻R14与电源插孔U44连接，电源插孔U43和电源插孔U44分别与密立根油滴实验仪油滴盒的两极板连接，运放U3连接在电阻R13和电阻R14之间。
[0028]如图7所示，上述模数转换电路用于将电压调节电路输出的电压信号转换成数字信号提供给单片机进行处理，包括模数转换芯片Ul和滤波电容C41，模数转换芯片Ul为ADS7816芯片，模数转换芯片Ul的CS端口与单片机的P27端口连接，DOUT端口与单片机的P26端口连接，DCLOCK端口与单片机的P25端口连接，+IN端口与运放U3的VOUTl端口连接，滤波电容C41设置在+IN端口与-1N端口之间。
[0029]上述的单片机上连接有晶振电路、视频显示器、自检报警电路、复位电路和看门狗模块。
[0030]上述装置在调节密立根油滴实验仪的油滴平衡电压的工作原理如下:当向油滴盒喷入油滴后，需要调节油滴平衡电压，旋转光电编码器，光电编码器会发出数字脉冲信号，单片机将接收到的数字脉冲信号用进行处理，判别其正转还是反转。若正转，即提升电压；若反转，即降低电压。根据需要配合触摸屏输入电路控制油滴在极板间的平衡、上升、下降的运动状态，同时单片机用数模转换电路将数字脉冲信号转换成模拟信号，并通过电压调节电路将控制电压加到两个金属极板上，调节后的电压量经过模数转换电路将变成数字量经过单片机将其在视频显示器上显示出来。
[0031]综上所述，本实用新型采用光电编码器替换电位器，在调节电压过程中实现无机械磨损，延长了仪器使用寿命；使用触摸屏替代控制按钮，不仅提高了控制质量，而且大大减少了装置损坏率；采用数模转换电路、模数转换电路，配合电压调节电路可实现电压调节，具有更尚的控制精度。
[0032]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，其特征在于:包括光电编码电路、触摸控制输入电路、液晶显示电路、数模转换电路，模数转换电路和电压调节电路；所述触摸控制输入电路和光电编码电路的输出端均与单片机的信号输入端连接，所述单片机的信号输出端分别与液晶显示电路的输入端以及数模转换电路的输入端连接，所述数模转换电路的输出端与电压调节电路的输入端连接，所述电压调节电路通过模数转换电路与单片机连接，所述电压调节电路调节密立根油滴实验仪； 所述光电编码电路包括光电编码器U4、上拉电阻R6和上拉电阻R7，所述光电编码器U4的A路输出端与单片机P32端口连接，所述光电编码器U4的B路输出端与单片机P33端口连接，所述上拉电阻R6设置在单片机P32端口处，所述上拉电阻R7设置在单片机P33端口处； 所述触摸控制输入电路包括触摸屏，所述触摸屏的LCD-TOUCH端通过串口与单片机连接; 所述数模转换电路包括数模转换芯片U2，所述数模转换芯片U2的DIN端口与单片机的P21端口连接，SCLK端口与单片机的P22端口连接，CS端口与单片机的P23端口连接，FS端口与单片机的P24端口连接； 所述电压调节电路包括三极管Q2、运放U3、电阻R13、电阻R15、电源插孔U43和电源插孔U44，所述三极管Q2的集电极接直流高压，基极与数模转换芯片U2的OUT端口连接，发射极分别与数模转换芯片U2的AGND端口和电源插孔U43连接，所述三极管Q2的发射极还依次通过电阻R13和电阻R14与电源插孔U44连接，所述电源插孔U43和电源插孔U44分别与密立根油滴实验仪油滴盒的两极板连接，所述运放U3连接在电阻R13和电阻R14之间； 所述模数转换电路包括模数转换芯片Ul和滤波电容C41，所述模数转换芯片Ul的CS端口与单片机的P27端口连接，DOUT端口与单片机的P26端口连接，DCLOCK端口与单片机的P25端口连接，+IN端口与运放U3的VOUTl端口连接，所述滤波电容C41设置在+IN端口与-1N端口之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，其特征在于:所述液晶显示电路包括液晶显示芯片，所述液晶显示芯片的输入端与单片机的P31端口连接，所述液晶显示芯片的输出端与单片机的P30端口连接，所述液晶显示芯片的读忙端与单片机的读忙端连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，其特征在于:所述触摸屏为MlOO触摸屏。
4.根据权利要求1所述的一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，其特征在于:所述数模转换芯片U2为TLV5616芯片。
5.根据权利要求1所述的一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，其特征在于:所述模数转换芯片Ul为ADS7816芯片。
6.根据权利要求1所述的一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，其特征在于:所述单片机上还连接有晶振电路、视频显示器、自检报警电路、复位电路和看门狗模块。
7.根据权利要求6所述的一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，其特征在于:所述单片机为AT89C51。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于密立根油滴实验仪中的电压调节装置，包括光电编码电路、触摸控制输入电路、液晶显示电路、数模转换电路，模数转换电路和电压调节电路；所述触摸控制输入电路和光电编码电路的输出端均与单片机的信号输入端连接，所述单片机的信号输出端分别与液晶显示电路的输入端以及数模转换电路的输入端连接，所述数模转换电路的输出端与电压调节电路的输入端连接，所述电压调节电路通过模数转换电路与单片机连接，所述电压调节电路调节所需调节设备。本实用新型采用光电编码器替换电位器，在调节电压过程中实现无机械磨损，延长了仪器使用寿命。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204440091
【申请号】CN201520155101
【发明人】张莉, 张共宁, 陈幸兴, 吴高建, 袁文博, 王旭
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月18日