一种单摆计时装置的制作方法

本发明涉及实验仪器领域，具体为一种单摆计时装置。

背景技术：

在物理教学中，有一个物理实验是用单摆测定重力加速度，在实验过程中需要准确测量出单摆的周期，一般采取的办法是，用人工记录n个周期的时间，然后求出平均值；在计时的过程中需要用数出周期个数，然后用秒表记录出总时间，有时会因为人的疏忽把周期个数数错，计时用手按秒表也会存在一些误差，最后会影响数据的准确性，在计数的过程实验者也比较紧张和劳累。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：摆脱人工记录周期个数和人工计时的弊端，让计时更加准确简单。本发明的目的在于提供一种单摆计时装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单摆计时装置，包括计时器和摆球；所述计时器包括壳体、显示屏、控制模块、计时按键、开关、光敏模块、计时模块、电源；所述控制模块分别与开关、计时按键、显示屏、光敏模块、计时模块电连接，所述电源给计时器供电；所述显示屏、计时按键、开关、光敏模块在壳体上，所述控制模块、计时模块、电源在壳体内部；

所述摆球包括摆球球体和激光灯，所述摆球球体上有穿线孔和激光灯槽，所述穿线孔和激光灯槽为圆柱形，并且轴心重合。穿线孔和激光灯槽的交点的轴心通过摆球球体球心；所述摆球球体材料为铁；

所述激光灯包括激光灯壳体、电池、按键开关、磁铁片和激光二极管，所述电池、按键开关、激光二极管电性串联；所述激光二极管发出的光通过所述激光灯壳体的轴线；

所述激光灯壳体能嵌入到激光灯槽内。

优选的，所述电源采用镍氢充电电池或锂离子充电电池。

优选的，所述计时模块采用555计时器作为主控。

优选的，所述显示屏采用7段led数码管或液晶显示屏。

优选的，所属壳体的形状为长方体，采用塑料材料；计时按键采用轻触式常断开关。

优选的，所述摆球球体直径为1.2-1.8厘米；所述电池采用纽扣电池；所述磁铁片的形状为圆形。

优选的，所述光敏模块为硫化镉感光电阻。

使用时，先通过摆球球体的从穿线孔穿好线做好单摆，接通所述激光灯的按键开关，激光灯的激光二极管发出激光，把所述激光灯放入摆球球体的激光灯槽内，由于磁铁片的吸引激光灯被固定在激光灯槽内。让单摆摆球静止。把本发明的计时器放在摆球球体下方，调整计时器的位置，让激光灯发出的光线正好射到光敏模块上，打开本发明的计时器电源后，让单摆摆动，按一下计时按键，本发明开始工作，单摆经过光敏模块时开始计时，每次单摆经过光敏模块时，由于光敏模块被激光照射电阻发生显著变化，光敏模块都会反馈信号给控制模块，本发明会记录总的时间和单摆经过平衡位置的次数，控制模块把信息换算成总时间和周期数显示在显示屏上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：操作简单、实用方便，能减少在实验中不必要的人为误差，提高计时的准确率，由于本发明的计时器采用激光触发，稳定性强，不受外界光线干扰，并且摆球球体和计时器的距离不受限制。

附图说明

图1为本发明摆球球体结构示意图；

图2为本发明激光灯的结构示意图；

图3为本发明摆球组合起来以后的结构示意图；

图4为本发明计时器的结构示意图；

图5为图4的仰视图；

图6为本发明计时器的电路原理示意图。

图中：1-壳体，2-显示屏，3-计时按键，4-开关、5-光敏模块，6-计时模块，7-电源，8-控制模块，9-支脚，10-摆球球体，11-激光灯槽，12-穿线孔，13-激光灯壳体，14-电池，15-按键开关，16-磁铁片，17-激光二极管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单摆计时装置，包括计时器和摆球；所述计时器包括壳体1、显示屏2、控制模块8、计时按键3、开关4、光敏模块5、计时模块6、电源7；所述控制模块8分别与开关4、计时按键3、显示屏2、光敏模块5、计时模块6电连接，所述电源7给计时器供电；所述显示屏2、计时按键3、开关4、光敏模块5在壳体上，所述控制模块8、计时模块6、电源7在壳体1内部；

所述摆球包括摆球球体10和激光灯，所述摆球球体10上有穿线孔12和激光灯槽11，所述穿线孔12和激光灯槽11为圆柱形，轴心重合。所述穿线孔12和激光灯槽11交点的轴心通过摆球球体10球心；所述摆球球体10材料为铁；

所述激光灯包括激光灯壳体13、电池14、按键开关15、磁铁片16和激光二极管17，所述电池14、按键开关15、激光二极管17电性串联；所述激光二极管17发出的光通过所述激光灯壳体13的轴线；所述激光灯壳体13为圆柱形；

所述激光灯壳体13能嵌入到所述激光灯槽11内。

优选的，所述电源7采用镍氢充电电池或锂离子充电电池。

优选的，所述计时模块6采用555计时器作为主控。

优选的，所述显示屏2采用7段led数码管或液晶显示屏。

优选的，所属壳体1的形状为长方体，采用塑料材料；计时按键6采用轻触式常断开关。

优选的，所述摆球球体10直径为1.2-1.8厘米；所述电池14采用纽扣电池；所述磁铁片16的形状为圆形。

优选的，所述光敏模块5为硫化镉感光电阻。

工作原理：使用时，先通过摆球球体10的从穿线孔12穿好线做好单摆，接通所述激光灯的按键开关15，激光灯的激光二极管17发出激光，把所述激光灯放入摆球球体10的激光灯槽11内，由于磁铁片16的吸引激光灯被固定在激光灯槽11内。让单摆摆球静止。把本发明的计时器放在摆球球体10下方，调整计时器的位置，让激光灯发出的光线正好射到光敏模块5上，打开本发明的计时器电源7后，让单摆摆动，按一下计时按键6，本发明开始工作，单摆经过光敏模块5时开始计时，每次单摆经过光敏模块5时，由于光敏模块5被激光照射电阻发生显著变化，光敏模块5都会反馈信号给控制模块8，本发明的计时器会记录总的时间和单摆经过平衡位置的次数，控制模块8把信息换算成总时间和周期数显示在显示屏2上。计时结束时，按一下计时按键3，把总时间和总周期数锁定，显示在显示屏2上。此时尽管单摆还在摆动，不再进行计时的累加，长按计时按键，则算出平均周期，显示在显示屏2上，使用结束通过开关4关闭电源7即可。所述激光灯通过用手掀起所述磁铁片1从所述激光灯槽11取下，断开所述按键开关15，关闭所述激光二极管17。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。