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科技小制作-运动传感器的设计与制作(2)

  2、制作方法

科技小制作-运动传感器的设计与制作(2)

  整个装置如图4所示。为了保证输出的电信号与时间满足正弦或余弦关系,组成电位传感器的挡光片与硅光电池受光面积的结构是经过合理设计后确定的。光电池的受光面设计成扇形的一部分,且上、下两圆弧的圆心与转轮圆心(即悬挂点)同心。挡光片的两条边的延长线也要通过上述圆心。当摆球做简谐振动时保证受光面积的减少量或增加量与时间满足正弦或余弦关系,从而使输出电压变化的波形是正弦或余弦图像。

  为了保证摆球摆动时挡光片只在竖直方向的平面内摆动,避免与光源或硅光电池表面发生摩擦。因此选用一个闹钟里的摆轮作摆球的悬挂点,摆轮两头为针状,可由两螺钉的凹口卡住,减小摆动时的摩擦。挡光片要能挡住红光且本身有足够的硬度,不会发生形变,这里选用废弃的电话卡剪成所需的形状,效果非常好。发光二极管选用表面为方形,高亮度的,这样保证发光面均匀、输出幅度足够高的电信号。

  为了不使自然光对整个光电传感器带来不必要的影响,用双面敷铜板左成一个光屏蔽盒,将光电传感器部分置于其中,通过顶部的三颗螺钉调节水平及垂直,水平时输出电压为零,垂直时为摆线与刻度盘的中心线齐平,摆球摆动时不发生明显的摩擦,保证摆球在中心位置时输出的电压基本上为零,使演示效果更佳。

  3、使用方法及注意事项

  3.1 每次实验仔细调节好水平及垂直后方可着手做实验

  3.2 试验中不可用手猛拉摆球或摆线,或用重物代替摆球,以免摆轮两针头发生形变,造成永久性损坏。

科技小制作-运动传感器的设计与制作(2)

科技小制作-运动传感器的设计与制作(2)

  3.3 与接口箱连接的三根导线不能接错,原信号线如图5所示,与光电传感器连接的导线如图6所示,只要把+5V电压、地线及信号线相互连接好即可,原接口箱输出的-5V电压这里不用。

  3.4 摆球摆动的摆角不可大于50,否则会给实验的演示效果带来影响。

  3.5 注意按原实验要求打开接口箱及计算机的电源开关,开始实验。

  该实验装置从理论分析、设计及制作都达到了设计要求,经过实验的操作演示,取得了令人满意的效果。

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