在中学物理力学实验中,动态信息的记录主要采用电磁打点计时器,它是利用50hz的交变磁场驱动机械振动的针尖,进行接触打点,其缺点是使用可靠性差,机械部分需人工调整,工作时针尖与运动纸带接触,显然计时会干扰纸带运动,反过来纸带运动又会影响计时,造成计时误差。
电火花计时器是一种新型的力学实验记时及动态信息记录用仪器,它能克服电磁打点计时器的不足,而成为目前中学物理力学实验中的一种新型计时实验仪器。下面就该仪器的工作原理作一介绍。
电火花计时器电路原理如图所示。当s1开关接通时,220v50hz交流电压的正半周通过二极管d1、d4及限流电阻r1对电容器c1进行充电,使电容器上电压达到交流电压的峰值310v;在负半周时,通过二极管d3、d2,限流电阻r2及稳压管d5形成回路,稳压管d5的稳压电压为10v,其作用是限制加到晶闸管触发极上的电压不致过高,晶闸管d6被触发,电容器c1上的电压通过高压变压器t初级线包,二极管d8及晶闸管d6迅速放电,于是在t的次级产生3.5~3.8kv的脉冲电压,经过放电针、墨粉纸盘在普通纸带上产生放电迹点。电源频率的每一个周期放电一次,因电源频率为50hz,故两个放电迹点的时间间隔为20ms。高压脉冲也可以由接线柱引出,供电火花描迹仪及其他仪器使用。
电火花计时器采用高压脉冲计时,放电针与运动纸带是不接触的,因此避免了计时与纸带运动的相互干扰。该仪器没有机械振动部分,可靠性好,整个电路部分密封在塑料盒中,高压脉冲电流小于0.2ma,安全性好。
若电路发生故障,应特别注意检查二极管d1~d4有无损坏,c1电容是否击穿;也可用电阻表直接检测高压脉冲输出插孔两端,其阻值应约为3kω。如测得的阻值很大,则说明高压变压器次级断路,应进行调换。
