一种波尔共振实验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种波尔共振实验仪，包括光电编码器电路、单片机芯片电路、稳压电路、线圈电流控制电路和触控屏通讯电路；光电编码器电路、稳压电路、线圈电流控制电路和触控屏通讯电路分别电连接单片机芯片电路。本作品使用光电编码器代替闪光灯测量摆轮受迫振动稳定时和受迫力之间的相位差，更加精准高效；以光电编码器的零位信号作为测量摆轮和步进电机转动时周期和振幅的信号码，增加了仪器的校零功能，避免了和摆轮相连的弹簧弹性形变导致的零位信号发生偏移带来的误差使测得的实验数据更为准确；以触控屏作为显示器件和操作界面，可以避免传统按键所带来的机械磨损，从而达到简化仪器结构、增加仪器寿命的目的。

A Bohr resonance experimental instrument

The utility model discloses a Bohr resonance experimental instrument, which comprises a photoelectric encoder circuit, a microcontroller chip circuit, a voltage stabilizing circuit, a coil current control circuit and a touch screen communication circuit; a photoelectric encoder circuit, a voltage stabilizing circuit, a coil current control circuit and a touch screen communication circuit are respectively electrically connected to a microcontroller chip circuit. . This work uses photoelectric encoder instead of flash to measure the phase difference between the forced vibration and the forced force of the pendulum wheel, so it is more accurate and efficient. The error caused by the offset of zero position signal caused by spring elastic deformation makes the measured experimental data more accurate. Using touch screen as display device and operation interface can avoid the mechanical wear caused by traditional keys, thus simplifying the structure of the instrument and increasing the life of the instrument.

【技术实现步骤摘要】
一种波尔共振实验仪
本技术涉及一种波尔共振实验仪，属于波尔共振仪

技术介绍
振动是物理学中一种重要的运动，是自然界最普遍的运动形式之一。振动可分为自由振动(无阻尼振动)、阻尼振动和受迫振动。振动中物理量随时间做周期性变化，在工程技术中，最多的是阻尼振动和受迫振动，以及由受迫振动所导致的共振现象。共振现象一方面表现出较强的破坏性，另一方面却有许多实用价值能为我们所用。如利用共振原理设计制作的电声器件，利用核磁共振和顺磁共振研究物质的结构等。所以研究振动和受迫振动是一个很有意义的物理实验项目。表征受迫振动性质是受迫振动的振幅-频率特性和相位-频率特性(简称幅频和相频特性)。现有的波尔共振仪普遍使用频闪法测定摆轮受迫振动和步进电机之间的相位差。利用上下两个光电门来分别测量摆轮转动时的周期和振幅。现有主流波尔共振仪的不足之处：(1)利用肉眼读取闪光灯在摆轮受迫振动稳定时闪光位置的刻度值作为相位差值，数据读取误差大，而且闪光灯寿命有限；(2)利用上下两个光电门来测量摆轮的周期和振幅，摆轮上长形槽作为测量摆轮转动周期的信号码，要求光电门对准长形槽，但随着实验次数增加，长形槽会偏离光电门本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波尔共振实验仪，包括摆轮和步进电机，所述摆轮垂直地面设置，其特征在于，还包括光电编码器电路、单片机芯片电路、稳压电路、线圈电流控制电路和触控屏通讯电路；所述光电编码器电路包括光电编码器一和光电编码器二，所述摆轮和所述光电编码器一配合联动，所述步进电机和所述光电编码器二配合联动，所述光电编码器电路、所述稳压电路、所述线圈电流控制电路和所述触控屏通讯电路分别电连接所述单片机芯片电路。

【技术特征摘要】
1.一种波尔共振实验仪，包括摆轮和步进电机，所述摆轮垂直地面设置，其特征在于，还包括光电编码器电路、单片机芯片电路、稳压电路、线圈电流控制电路和触控屏通讯电路；所述光电编码器电路包括光电编码器一和光电编码器二，所述摆轮和所述光电编码器一配合联动，所述步进电机和所述光电编码器二配合联动，所述光电编码器电路、所述稳压电路、所述线圈电流控制电路和所述触控屏通讯电路分别电连接所述单片机芯片电路。2.根据权利要求1所述的一种波尔共振实验仪，其特征在于，所述光电编码器一的输出轴同轴固定连接所述摆轮的中心，所述光电编码器二的输出轴同轴固定连接所述步进电机的输出轴；所述光电编码器一的VCC端+5V供电，所述光电编码器一的GND端接地，所述光电编码器一的B+端、A-端连接所述单片机芯片电路；所述光电编码器二的VCC端+5V供电，所述光电编码器二的GND端接地，所述光电编码器二的Z+端、A-端、B+端连接所述单片机芯片电路。3.根据权利要求1所述的一种波尔共振实验仪，其特征在于，所述稳压电路包括TL431稳压器、电阻R1、电阻R2、电容C17、可变电阻R3、发光二极管D1和电阻R12，TL431稳压器的阴极K连接电阻R1一端，电阻R1另一端接+5V，电容C17正极连接TL431稳压器的阴极K，电容C17负极连接TL431稳压器的阳极A，TL431稳压器的阳极A、TL431稳压器的参考极R连接之间并联电阻R2，TL431稳压器的阳极A接地，TL431稳压器的阴极K、TL431稳压器的参考极R之间并联可变电阻R3，发光二极管D1正极分别连接TL431稳压器的阴极K、所述单片机芯片电路，发光二极管D1正极+5V供电，发光二极管D1负极串联电阻R12后接地。4.根据权利要求1所述的一种波尔共振实验仪，其特征在于，包括开关电源和继电器电路，所述继电器电路包括继电器Q4、二极管D2，电阻R11和S9013三极管，S9013三极管的发射极接地，S9013三极管的基极串联电阻R11然后连接所述单片机芯片电路，S9013三极管的集电极连接继电器Q4中线圈的一端，继电器Q4中线圈两端之间串联二极管D2，继电器Q4采用+12V供电，继电器Q4中开关的P3端口、P4端口、步进电机和开关电源串联。5.根据权利要求1所述的一种波尔共振实验仪，其特征在于，所述线圈电流控制电路包括LM358运算放大器、线圈、电容C6、TIP50三极管、电阻R4、电容C5、电阻R5、电阻R6、电阻R7和三极管BU406，所述摆轮位于所述线圈之间，LM358运算放大器的VCC-端接地，LM358运算放大器的in+端连接所述单片机芯片电路，LM358运算放大器的in-端串联电阻R6、电阻R7后接地，电阻R6、电阻R7之间的节点连接三极管BU406的发射极e3，LM358运算放大器的in-端和LM358运算放大器的out1端之间串联电容C5，LM358运算放大器的out1端串联电阻R4后连接TIP50三极管的基极，TIP50三极管的发射极连接三极管BU406的基极b1，TIP50三极管的集电极连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文娟，蒋学俊，贾鹏，李猛，张莉，张共宁，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32