專利名稱：一種物理實驗教學使用的電阻絲型電位差計裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物理實驗教學使用的電阻絲型電位差計裝置，屬于教學儀器技術領域。
背景技術：
在物理教學中，經常需要測量電壓，目前，常采用伏特表來測量電壓或電動勢；但是，由于伏特表自身的內阻在電路中有分流作用，往往容易產生較大的誤差；尤其在大學物理或高級中學物理實驗中，一般采用11米弦線式電位差計和UJ31型電位差計，11米弦線式電位差計原理簡單，結構簡單，但接線繁雜和由于體積大而導致操作不便；UJ31型電位差計接線簡單，操作簡便，但其內部結構比較復雜。因而，怎樣將弦線式電位差計和UJ31型電位差計這兩種類型電位差計的優(yōu)點結合起來，在很大程度上減輕教師和學生在實驗中的負擔，就成為一個物理教學中的現實問題。

實用新型內容為了解決上述問題，本實用新型將弦線式電位差計和UJ31型電位差計這兩種類型電位差計的優(yōu)點結合起來，改變傳統的11米弦線式電位差計中弦線裸露在外面而容易遭學生破壞和體積大的缺點，同時又讓學生在實驗中學會UJ31型電位差計的基本操作方法，并且讓學生能夠學生清楚的觀察該裝置的內部結構，了解內部結構的工作原理，并對UJ31型電位差計的結構和操作有初步的認識。本實用新型采用的技術方案由步進旋鈕I、電阻絲盤12、同軸聯動步進旋鈕3、電阻絲盤114、電阻絲代換盤5、常閉滑動金屬片6、保護開關7、工作電流調節(jié)電阻8、透明箱體
9、壓觸式開關10、工作電源接線柱U、待測電源接線柱12組成，測量裝置的測量電阻絲總長為N米，并分為三個部分，第一部分由N-I米長電阻絲組成的電阻絲盤12，每I米電阻絲繞成線圈形狀，形成一個步進為I米的10擋位步進盤，由步進旋鈕I進行操作，最右端為步進的起點；第二部分為兩個90厘米長的電阻絲盤114、電阻絲代換盤5組成的代換式線路，并與第一部分的步進盤的起點相連接，每10厘米長電阻絲繞成線圈形狀，形成兩個步進為10厘米的9擋位步進盤，和同軸聯動步進旋鈕3連接，最右端為步進的起點；第三段為兩段10厘米長電阻絲組成的代換式線路，并與第二部分的步進盤的起點相連接，在兩段電阻絲之間連接一個始終與電阻絲相接觸的常閉金屬滑片6，可以從O 10厘米連續(xù)的調節(jié)；在待測電源接線柱12之間接有一個檢流計保護開關7和一個測量用的壓觸式開關10，整個裝置封裝在透明箱體9內，透明箱體9上固定一對工作電源接線柱11。裝置可調電阻絲的總長度N米取值為11米。所述的步進旋鈕I、同軸聯動步進旋鈕3、常閉滑動金屬片6、保護開關7、工作電流調節(jié)電阻8、透明箱體9、壓觸式開關10、工作電源接線柱11、待測電源接線柱12為市售的普通元件。本實用新型的有益效果是測量電阻絲總長度為N米，采用了步進調節(jié)的方法，改變了電阻線的長度，大大縮小了電位差計的體積，也使得外圍接線變得簡單；采用了三盤調節(jié)來確定電阻的方法，在操作上與UJ31型電位差計的測量操作類似，使學生在學會操作本實用新型后很容易操作UJ31型和其它相類似的電位差計，可以節(jié)省實驗儀器成本；同時由于采用透明的箱體封裝，可以讓學生清楚地觀測儀器的內部結構及操作所引起的變化，避免傳統的“黑箱子”儀器模型，并讓學生很容易掌握實驗的測量原理，也能夠使學生掌握代換式線路的原理。


圖I為本裝置結構示意圖；圖中各標號依次表示1_步進旋鈕、2-電阻絲盤1、3_同軸聯動步進旋鈕、4-電阻絲盤II、5-電阻絲代換盤、6-常閉滑動金屬片 、7-保護開關、8-工作電流調節(jié)電阻、9-透明箱體、10-壓觸式開關、11-工作電源接線柱、12-待測電源接線柱。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。如圖I所示由步進旋鈕I、電阻絲盤12、同軸聯動步進旋鈕3、電阻絲盤114、電阻絲代換盤5、常閉滑動金屬片6、保護開關7、工作電流調節(jié)電阻8、透明箱體9、壓觸式開關
10、工作電源接線柱11、待測電源接線柱12組成，測量裝置的測量電阻絲總長為N米，并分為三個部分，第一部分由N-I米長電阻絲組成的電阻絲盤12，每I米電阻絲繞成線圈形狀，形成一個步進為I米的10擋位步進盤，由步進旋鈕I進行操作，最右端為步進的起點；第二部分為兩個90厘米長的電阻絲盤114、電阻絲代換盤5組成的代換式線路，并與第一部分的步進盤的起點相連接，每10厘米長電阻絲繞成線圈形狀，形成兩個步進為10厘米的9擋位步進盤，和同軸聯動步進旋鈕3連接，最右端為步進的起點；第三段為兩段10厘米長電阻絲組成的代換式線路，并與第二部分的步進盤的起點相連接，在兩段電阻絲之間連接一個始終與電阻絲相接觸的常閉金屬滑片6，可以從O 10厘米連續(xù)的調節(jié)；在待測電源接線柱12之間接有一個檢流計保護開關7和一個測量用的壓觸式開關10，整個裝置封裝在透明箱體9內，透明箱體9上固定一對工作電源接線柱11。裝置可調電阻絲的總長度N米取值為11米。本實用新型工作原理是利用電阻的分壓特性，在通有電流的電阻絲上截取一段電阻絲的電壓與待測電源進行比較，當測量支路上電流為零時二者有相等的電壓值。本實用新型具體工作過程將工作電源接入工作電源接線柱11，選擇好合適的工作電流，待測電源Ex和標準電池Es通過雙刀雙擲開關并聯后再串聯一個檢流計，接入待測電源接線柱12。測量標準電池Es時，斷開保護開關7，按下壓觸式開關10，根據檢流計指針偏轉，調節(jié)步進旋鈕1，選擇電阻絲長度LI ;調節(jié)聯動步進旋鈕3，選擇電阻絲長度L2 ;調節(jié)常閉金屬滑片6，選擇電阻絲長度L3，使得檢流計指針指向O位置；合上保護開關7，再次調節(jié)常閉金屬滑片，選擇電阻絲長度L3，使得檢流計指針再次指向O位置，則在待測電源接線柱12之間的電阻絲的總長度為L=L1+L2*0. 1+L3*0. Olm0測量未知電池電動勢Ex時，斷開保護開關7，按下壓觸式開關。調節(jié)步進旋鈕，選擇電阻絲長度LI';調節(jié)聯動步進旋鈕，選擇電阻絲長度L2';調節(jié)常閉金屬滑片，選擇電阻絲長度使得檢流計指針指向O位置；合上保護開關7，再次調節(jié)常閉金屬滑片，選擇電阻絲長度L3，，使得檢流計指針指向O位置，則在待測電源接線柱之間的電阻絲的總長度為U =Ll' +12f *0. 1+L3' *0. 01m，根據測
量結果有待測電動勢的大小SEx=Es* L' / L0 本實用新型是通過具體實施過程進行說明的，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對實用新型進行各種變換及等同代替，因此，本實用新型不局限于所公開的具體實施過程，而應當包括落入本實用新型權利要求范圍內的全部實施方案。
權利要求1.ー種物理實驗教學使用的電阻絲型電位差計裝置，其特征在干由步進旋鈕(I)、電阻絲盤I (2)、同軸聯動步進旋鈕(3)、電阻絲盤II (4)、電阻絲代換盤(5)、常閉滑動金屬片(6)、保護開關(7)、工作電流調節(jié)電阻(8)、透明箱體(9)、壓觸式開關(10)、工作電源接線柱(11)、待測電源接線柱(12)組成；測量裝置的測量電阻絲總長為N米，井分為三個部分，第一部分由N-I米長電阻絲組成的電阻絲盤I (2)，每I米電阻絲繞成線圈形狀，形成ー個步進為I米的10擋位步進盤，最右端為步進的起點；第二部分為兩個90厘米長的電阻絲盤II (4)、電阻絲代換盤(5)組成的代換式線路，并與第一部分的步進盤的起點相連接，每10厘米長電阻絲繞成線圈形狀，形成兩個步進為10厘米的9擋位步進盤，和同軸聯動步進旋鈕(3)連接，最右端為步進的起點；第三段為兩段10厘米長電阻絲組成的代換式線路，并與第二部分的步進盤的起點相連接，在兩段電阻絲之間連接ー個始終與電阻絲相接觸的常閉金屬滑片(6);在待測電源接線柱(12)之間接有ー個檢流計保護開關(7)和一個測量用的壓觸式開關(10)，整個裝置封裝在透明箱體(9)內，透明箱體(9)上固定ー對工作電源接線柱(11)?！?br> 2.根據權利要求I所述的ー種物理實驗教學使用的電阻絲型電位差計裝置，其特征在于裝置可調電阻絲的總長度N米取值為11米。
專利摘要本實用新型涉及一種物理實驗教學使用的電阻絲型電位差計裝置，屬于教學儀器領域；本裝置分為三個部分，第一部分由N-1米長的電阻絲組成，將每米電阻絲繞成線圈形狀，形成一個步進為1米的N-1擋位步進盤；第二部分由兩個90厘米長的電阻絲組成的代換式線路，每10厘米長電阻絲繞成線圈形狀，形成一個步進為10厘米的9擋位步進盤；第三部分為兩段10厘米長電阻絲組成的代換式線路；測量時通過改變旋鈕擋位和滑線盤觸點的位置，實現不同長度電阻絲的選擇，從而選取合適的電壓；儀器采用透明面板進行封裝；本實用新型操作面板透明，內部結構清晰可見，儀器保留了弦線式電位差計的工作原理，又引入了其它類型電位差計中步進的操作方法。
文檔編號G09B23/18GK202650364SQ201220124529
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權日2012年3月29日
發(fā)明者劉志強, 李方江, 馬琨, 李迅鵬 申請人:昆明理工大學