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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
用
说
明
书
北京恒奥德科技有限公司
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
表1
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项目 |
J0201-CHJ型 | |
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1 |
时基精度 |
石英晶体振荡器采用6MHz | |
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1MHz±10Hz | |||
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2 |
数据显示 |
五位高为16.24mm高亮度LED数码显示 | |
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四个LED单位显示，八个LED功能指示， | |||
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3 |
计数范围 |
0～99999 | |
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4 |
计时范围 |
0.00ms～99999s | |
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5 |
速度范围 |
0.00～999cm/s | |
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6 |
加速度范围 |
0.00～999cm/s2 | |
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7 |
周期 |
0.00ms～99999s | |
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8 |
时标周期 |
0.1ms，1ms，10ms，100ms，1s | |
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9 |
时标幅度 |
不小于5V | |
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10 |
直流稳压输出 |
6V/0.5A | |
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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
图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: 与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;
8）2号光电门输入插座;
9）1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1～255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圈 光 第2圈 光 第3圈 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1～255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n（1～255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
一. 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。
图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。
二. 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1、2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及“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台
2. J0201-CHJ使用说明书 1本
3. 光电门 2套
4. 地线插头 1件
5. 熔断丝管（0.3A） 2支
6. 干燥剂 1袋
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