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技术文章
河北工业大学中标一批自由落体加速度测定仪
J0201-CHJ型
存贮式数字毫秒计
使
 
 
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1  概述
 
   J0201-CHJ型存贮式数字毫秒计是具有存储功能,时基精度高(微秒级)的测量时间间隔的数字计量仪器。它集J0201型数字计时器,J0201-G型数字计时器或J0202-1型简式计时器的全部功能于一体,可做计数、计时等使用。
本仪器采用MCS-51单片微型计算机为核心,智能度高,数据存储和处理能力强,操作简便,小数点、单位和量程自动定位、换档,且自动进入四舍五入智能化显示数据。除了具有一般计时器的功能外,与J2125型系列气垫导轨、J04271型自由落体实验仪、J04227型斜槽轨道、转动惯量实验仪等配合使用,还能测量速度、加速度、重力加速度、角加速度、周期等物理量和碰撞等实验,并直接显示实验的速度和加速度及角加速度的值。
2  技术性能
2.1  工作条件
电源 :AC. 220x(1±10%)V,50x(1±5%)Hz
环境温度 :-10℃~+40℃。
相对湿度 :不大于85%(40℃)。工作时间 :连续工作。
2.2  外形尺寸:约230mmx210mmx100mm。重量 :约2.5kg
2.3  技术参数:见表1
 
1
 
项目
J0201-CHJ型
1
时基精度
石英晶体振荡器采用6MHz
1MHz±10Hz
2
数据显示
五位高为16.24mm高亮度LED数码显示
四个LED单位显示,八个LED功能指示,
3
计数范围
0~99999
4
计时范围
0.00ms~99999s
5
速度范围
0.00~999cm/s
6
加速度范围
0.00~999cm/s2
7
周期
0.00ms~99999s
8
时标周期
0.1ms,1ms,10ms,100ms,1s
9
时标幅度
不小于5V
10
直流稳压输出
6V/0.5A
11
光电门
2个
1
3  面板及后盖
3.1  面板示意图及说明:见图1
1
 
1)数据显示窗口:显示测量数据、光电门故障信息等。
2)单位显示:[s][ms][cm/s][cm/s2] 或不显示(计数时不显示单位)
3)功能:C—计数  a—加速度 S1 (β)—角加速度 g—重力加速度
       S2—间隔计时  Col—碰撞  T—振子周期    Sgl—时标
4)【功能】键:功能选择。
5)【清零】键:清除所有实验数据。
6)【停止】键:停止测量,进入循环显示数据或锁存显示数据。
7)【6V/同步】键:与J04217型自由落体试验仪或J04227型斜槽轨道配合使用。(使用方法见4.7)
 
3.2 后盖示意图说明:见图2
 
 
1)保险管座:熔断丝管管座。
2)外接地线接线柱;
3)自由落体接口插座J04271型自由落体试验仪配合,测重力加速度用。也可与J04227型斜槽轨道配合测重力加速度,详见本说明4.7条。
4)档光框宽度选择开关配合气垫导轨实验所用挡光框使用。(使用方法见5.5)
5)电源输入交流220V输入。
6)电源开关;
7)时标输出;
82号光电门输入插座;
91号光电门输入插座。
      10) S1与β功能转换键
4  操作使用说明
4.1  实验前准备工作,光电门和显示器件的自检。
4.1.1  实验前准备工作
①将两个光电门插头插入1号、2号光电门插座;
②接上220V交流电源,打开电源开关;
③开机后自动进入自检状态;
④依次按【功能】键,选择需要的实验功能。循环顺序如下:
4.1.2  光电门和显示器件的自检
开机或按【功能】键选择自检功能,都将进入自检状态:当光电门无故障时,屏幕循环显示各显示器件;当光电门发生故障时(如:接触不良、损坏、遮挡光电门或光电门输入电路出现故障等),屏幕将闪烁着该光电门的号码,不做循环显示工作。这时,必须先排除故障,程序才能继续运行。
4.2  “C”—计数
用挡光片对任意一个光电门遮光一次,屏幕显示即累加一个数。
按【停止】键,立即锁存数值,停止计数。
按【清零】键,清除所有实验数据,又可重新做实验。
4.3s1与β共用一个键,两个功能通过后盖的“s1、β”完成功能转换。
 
4.3.1  “S1”—遮光计时
用挡光片对任意一个光电门依次遮光,屏幕依次显示出遮光次数和遮光时间。
可连续作1255次实验,但只存储前10个数据。
按【停止】键,立即循环显示存储的时间数据。
按【清零】键,清除所有实验数据,又可重新做实验。
4.3.2“β”—测角加速度功能    单位“rad/s2”
    挡          挡          挡                                      挡
    光  第1   光  第2   光  第3        第n圈                 光
    0#          1#          2#               tn/βn-1           n#
                       t3/β2
              t2/β1
      t1
 
图“β”功能
    为了配合转动惯量测定仪测定物体的转动惯量,在原CHJ型功能的基础上增加了测角加速度“β”功能,使用“β”功能时,只用1号光电门(2号光电门可以闲置),配合转动刚体测角加速度进行实验。根据测转动惯量实验的要求在仪器后盖调节间隔角度360°或180°。
    光电门首次挡光启动机内计时器。转动刚体上的挡光体多次通过光电门进行挡光,屏幕及时显示挡光次数的号码(1、2、3-------)
按[停止]键后,屏幕循环显示挡光的次数n、和n+1段时间和.
[停止]键是屏幕显示切换键,屏幕显示可在t n和βn值之间切换。
按“清零”键,清除所有实验数据,又可重新做实验.
4.4  “S2”—间隔计时
用挡光框对任意一个光电门依次挡光,屏幕依次显示出挡光间隔的次数和挡光间隔的时间。
可连续作1255次实验,只存储前10个数据。
按【停止】键后,先依次显示测量的间隔时间数据,再依次显示与之对应的速度数据,并反复循环。
按【清零】键,清除所有实验数据,又可重新做实验。
4.5  “T”—测振子周期
用弹簧振子或单摆振子配合一个光电门和一个挡光片作实验。(挡光片宽度不小于3mm
在振子上粘上轻小的挡光片,使挡光片通过光电门作简谐振动。
屏幕仅显示振动次数,待完成了第n1255任选)个振动之后(既屏幕显示出n+1),立即按【停止】键。这时,屏幕便自动循环显示n个振动周期及n次振动时间的总和。当n>10时只显示前10个振动周期和n次振动时间的总和。
4.6  “a”—测加速度
配合J2125型系列气垫导轨、挡光框和两个光电门作运动体的加
速度实验。
运动体上的挡光框通过两个光电门之后自动进入循环显示:
t1: 挡光框通过第一个光电门的时间(不是指1号光电门,是指实验的
   顺序);             
t2: 挡光框通过第一个光电门至第二个光电门之间的间隔时间;
t3: 挡光框通过第二个光电门的时间;
V1: 挡光框通过第一个光电门时的速度;
V2: 挡光框通过第二个光电门时的速度;
a: 挡光框从第一个光电门到第二个光电门之间的运动加速度。按【清
   零】键,清除所有实验数据,又可重新做实验。
4.7  “g”—测重力加速度
.  配合J04271型自由落体实验仪作实验
a. 把自由落体实验仪的的光电门插头插入后盖上的自由落体插座。
b. 拔下1号光电门和2号光电门插座上的光电门。
c. 接上220V交流电源,打开电源开关。
d. 按【功能】键,选择“g”档。
e. 把【6V/同步】键拨到“6V”处,这时自由落体实验仪的电磁铁电
   源被接通,吸住钢球。
f. 按【清零】键,清除数据。
g. 把【6V/同步】键拨到“同步”处,电磁铁断电,钢球被释放,计
   时器同步计时。
h. 待钢球通过其中一个光电门后,实验即自行结束,自动进入循环显
   示2个实验数据,分别为:
t1: 钢球自0cm处下落到光电门所用的时间;
t2: 钢球通过光电门的时间。
注意!自由落体的实验只需要一个光电门,必须使另一个光电门保持光照状态才能正常工作。
 
 
3
此图是从本仪器外向内看自由落体插座的接线位置
按【清零】键,清除所有实验数据,又可重新做实验。
.  配合J04227型斜槽轨道
因有的J04227型斜槽轨道原采用PMOS集成电路的连接方式,应改接CMOS方式,所以应先把斜槽轨道上两只光电门中光敏三极管
4.8  “Col”—完全弹性碰撞实验
适用于两物体分别通过两个光电门相向碰撞,且碰撞后分别反向通过两个光电门的完全弹性的碰撞实验(其它非完全弹性的碰撞实验可用“S2”功能完成)。
配合J2125型系列气垫导轨作完全弹性碰撞实验,使用两个挡光框和两个光电门作实验。        
两个挡光框完成完全弹性碰撞实验之后自动进入循环显示4个时间数据和4个速度数据分别为:
t1 : 碰撞前挡光框通过1号光电门的时间;
t2 : 碰撞后挡光框通过1号光电门的时间;
t3 : 碰撞前挡光框通过2号光电门的时间;
t4 : 碰撞后挡光框通过2号光电门的时间;
V1.0 : 碰撞前挡光框通过1号光电门的速度;
        V1.1:  碰撞后挡光框通过1号光电门的速度;
V2.0 : 碰撞前挡光框通过2号光电门的速度;
V2.1 : 碰撞后挡光框通过2号光电门的速度;
并如此反复循环。按【清零】键,清除所有实验数据,可重新做实验。
4.9  “Sgl”—时标输出
按【功能】键,选择Sgl档,再依次按【功能】键可选择时标周期(屏幕随着依次按【功能】键显示时标周期为:0.1ms,1ms,10ms,100ms,1s);后盖上的时标插座输出幅度不低于5V的脉冲信号。
按【清零】键,清除所有实验数据,又可重新做实验。
4.10 开机后,后盖上的6V输出即可作6V/0.5A直流稳压电源使用。
6
5  使用注意事项
5.1:仔细阅读说明书,再使用仪器。
5.2:两个光电门必须同时插入12号光电门。但千万不得插进自由落
    体接口插座,否则会损坏光电门。(该口输出的是交流信号).
5.3:与J04227型斜槽轨道配合使用时,应先对斜槽轨道上光电门的接
   线进行检查,若用PMOS集成电路的连接线路需修改后才能使用,
   详见本说明4.7条。
5.4:挡光片或挡光物的宽度应≥3mm,档光框或光照孔的宽度应≥
   5mm
5.5:仪器后盖上的【挡光框宽度或转盘角度选择开关】在使用S2、a
   Col“β”档功能时,需将开关拨在与所选择挡光框宽度或转
  动惯量实验仪二次挡光间隔相对应的位置上; 该开关共有四个状态:
                                     1cm  3cm  5cm  10cm
                                     360°  E    E    180°
  E指显示错误
5.6:后盖上设置的【地线插座】,使用时应可靠接地。
 
6仪器成套性
1. J0201-CHJ 1
2. J0201-CHJ使用说明书 1
3. 光电门 2
4. 地线插头 1
5. 熔断丝管(0.3A 2
6. 干燥剂 1
 
 
 
 

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