一种机械示波器制造技术

本实用新型专利技术涉及实验教学展示设备技术领域，尤其涉及一种用于展示机械振动的波形图像的机械示波器。该机械示波器包括反光转筒、电磁振子、电动振子和自由振动振子。电磁振子和自由振动振子顺向排列，电动振子设置于电磁振子和自由振动振子的同一侧，且位于电磁振子和自由振动振子之间，以使入射的激光光束通过反光转筒的反射后，能顺次经由所述电磁振子、电动振子和自由振动振子反射后，在屏幕上成像。该机械示波器结构裸露而直观、体积较小、便于携带和搬运，能够直接观测电磁振子、电动振子和机械自由振动振子各自振动形成的波形图，以及不同振子同时进行机械振动的同方向和垂直方向的合成运动波形图。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及实验教学展示设备
，尤其涉及一种用于展示机械振动的波形图像的机械示波器。
技术介绍
在实验教学当中，通常使用电子示波器来展示振动的波形图像，当频率较大而频率之差很小的两个方向简谐运动合成时，其和振动振幅时而增强时而减弱的现象叫做拍现象；由在互相垂直的方向上的两个频率成简单整数比的简谐振动所合成的规则的、稳定的闭合曲线叫做李萨如图形。目前常用的示波器是电子示波器，再配两台信号发生器来显示拍现象和李萨如图形。但是采用此种模式显示的波形虽然精度高，但观察者看不到波形的形成过程和合成的过程，非常抽象和隐蔽，其教学效果并不佳，并且所需要的设备数量多(三台)体积大、重量重、设备价格也很高。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是提供了一种机械示波器，用于展示机械振动的波形图像，能够直接观测电磁振子、电动振子和机械自由振动振子各自振动形成的波形图，也能够观测不同振子同时进行机械振动的合成运动波形图。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供了一种机械示波器，包括反光转筒、电磁振子、电动振子和自由振动振子，所述电磁振子和自由振动振子顺向排列，所述电动振子设置于所述电磁振子和自由振动振子的同一侧，且位于所述电磁振子和自由振动振子之间，以使入射的激光光束通过所述反光转筒的反射后，能顺次经由所述电磁振子、电动振子和自由振动振子反射后，在屏幕上成像。进一步的，所述电磁振子包括电磁线圈、振片和第一反光镜，所述电磁线圈通过振片与第一反光镜连接，所述电磁线圈产生电磁场带动所述振片竖直振动，以带动所述第一反光镜竖直振动。进一步的，所述电动振子包括电动机、连杆机构和第二反光镜，所述连杆机构上设有一固定点，且所述连杆机构的两端分别与电动机和第二反光镜连接，所述电动机的输出轴作圆周运动，带动所述连杆机构围绕所述固定点转动，以带动所述第二反光镜竖直振动。进一步的，所述自由振动振子包括直尺和第三反光镜，所述直尺的一端固定，另一端与第三反光镜连接，所述直尺用于带动第三反光镜作水平横向振动。进一步的，所述直尺上设有频率调整块，所述频率调整块能沿直尺长度方向滑动，以调节所述直尺的振动频率。进一步的，所述反光转筒包括滚筒和减速器，所述滚筒的外表面贴覆有反光镜片，所述滚筒的转动轴与减速器的输出轴连接。进一步的，所述滚筒为多边形截面的柱体结构，以使所述滚筒具有多个侧表面，所述滚筒的每个侧表面上分别设有一面所述反光镜片。进一步的，还包括激光发射器，所述激光发射器用于向所述反光转筒发射所述激光光束。进一步的，还包括频率计，所述频率计与电磁振子连接。进一步的，所述反光转筒、电磁振子、电动振子和自由振动振子分别连接有电源。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有以下有益效果：本技术的机械示波器包括反光转筒、电磁振子、电动振子和自由振动振子，电磁振子和自由振动振子顺向排列，电动振子设置于电磁振子和自由振动振子的同一侧，且位于电磁振子和自由振动振子之间，以使入射的激光光束通过反光转筒的反射后，能顺次经由所述电磁振子、电动振子和自由振动振子反射后，在屏幕上成像。该机械示波器用于展示机械振动的波形图像，该机械示波器结构裸露而直观、体积较小、便于携带和搬运，能够直接观测电磁振子、电动振子和机械自由振动振子各自振动形成的波形图，也能够观测不同振子同时进行机械振动的同方向和垂直方向的合成运动波形图，且还能够方便的进行拍现象图形和李萨如图形的切换观测，节约实验时间；本机械机械示波器是全部采用能够看得见的纯机械振动来完成振动波形的显示与合成，上述的纯机械振动是指无论采用何方式最终振子的运动是机械运动，因此其现象极其直观、生动，且设备简单体积小重量轻便于携带价格也非常便宜，很适合用于中学和大学的教学中，可获得立竿见影的教学效果。附图说明图1为本技术实施例的机械示波器的结构示意图；图2为本技术实施例的机械示波器的实验原理图；图3为本技术实施例的电磁振子的结构示意图；图4为本技术实施例的电动振子的结构示意图；图5为本技术实施例的自由振动振子的结构示意图。其中，1、电磁振子；2、电动振子；3、自由振动振子；4、反光转筒；5、电动机；6、连杆机构；7、第二反光镜；8、电磁线圈；9、振片；10、第一反光镜；11、直尺；12、第三反光镜；13、频率调整块；14、频率计；15、电源；16、激光发射器；A、拍现象图形；B、李萨如图形。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本实施例的机械示波器是一种利用多个不同动力驱动下的机械振子分别或同时进行机械振动、从而实现展示机械振动的波形图像的示波器。该机械示波器结构裸露而直观、体积较小、便于携带和搬运，能够直接观测电磁振子1、电动振子2和机械自由振动振子3各自振动形成的波形图，也能够观测不同振子同时进行机械振动的合成运动波形图，且还能够方便的进行拍现象图形A和李萨如图形B的切换观测，节约实验时间。如图1所示，本实施例所述的机械示波器包括反光转筒4、电磁振子1、电动振子2和自由振动振子3，优选反光转筒4、电磁振子1、电动振子2和自由振动振子3分别连接电源15；电磁振子1和自由振动振子3顺向排列，电动振子2设置于电磁振子1和自由振动振子3的同一侧，且位于电磁振子1和自由振动振子3之间，以使入射的激光光束通过反光转筒4的反射后，能顺次经由电磁振子1、电动振子2和自由振动振子3反射后，在屏幕上成像，可以根据需要单独配置屏幕，也可以直接以墙壁作为屏幕进行投影成像，只要保证激光光束沿自由振动振子3反射后投影到屏幕或墙壁上即可。在实验中，可以根据实验需要，使电磁振子1、电动振子2和自由振动振子3中的一个振动，或者使三者中的任意两个同时振动，当一个振子单独振动时，该机械示波器能展示单独的机械振动波形图，当任意两个振子同时震动时，该机械示波器能够展示不同振子同时进行机械振动的同方向和垂直方向的合成运动波形图。如图3所示，本实施例的电磁振子1包括电磁线圈8、振片9和第一反光镜10，电磁线圈8通过振片9与第一反光镜10连接，电磁线圈8产生电磁场带动振片9竖直振动，以带动第一反光镜10竖直振动，从而使得该电磁振子1实现纵向振动，激光光束通过第一反光镜10反射时，能够如实反应该电磁振子1的纵向振动状态，本实施例的电磁振子1具有固定的预设振动频率；为了便于实验展示，本实施例的电磁振子1优选为打点计时器，将第一反光镜10替换掉打点计时器中与振片9连接的振针即可，打点计时器的振动频率为交流市电的工频50Hz。如图4所示，本实施例的电动振子2包括电动机5、连杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械示波器，其特征在于，包括反光转筒、电磁振子、电动振子和自由振动振子，所述电磁振子和自由振动振子顺向排列，所述电动振子设置于所述电磁振子和自由振动振子的同一侧，且位于所述电磁振子和自由振动振子之间，以使入射的激光光束通过所述反光转筒的反射后，能顺次经由所述电磁振子、电动振子和自由振动振子反射后，在屏幕上成像。

【技术特征摘要】
1.一种机械示波器，其特征在于，包括反光转筒、电磁振子、电动振子和自由振动振子，所述电磁振子和自由振动振子顺向排列，所述电动振子设置于所述电磁振子和自由振动振子的同一侧，且位于所述电磁振子和自由振动振子之间，以使入射的激光光束通过所述反光转筒的反射后，能顺次经由所述电磁振子、电动振子和自由振动振子反射后，在屏幕上成像。2.根据权利要求1所述的机械示波器，其特征在于，所述电磁振子包括电磁线圈、振片和第一反光镜，所述电磁线圈通过振片与第一反光镜连接，所述电磁线圈产生电磁场带动所述振片竖直振动，以带动所述第一反光镜竖直振动。3.根据权利要求1所述的机械示波器，其特征在于，所述电动振子包括电动机、连杆机构和第二反光镜，所述连杆机构上设有一固定点，且所述连杆机构的两端分别与电动机和第二反光镜连接，所述电动机的输出轴作圆周运动，带动所述连杆机构围绕所述固定点转动，以带动所述第二反光镜竖直振动。4.根据权利要求1所述的机械示波器，其特征在于，所述自由振动振子包括直尺和第三反光镜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林春丹，吴冲，张鹏，王继红，周广刚，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11