專利名稱：正負電荷檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
止貝電荷檢測器屬于電工測量技術(shù)范疇，所涉及到的具體內(nèi)容是載體電荷極性檢測、演示裝置技術(shù)領(lǐng)域。
就申請人所知，目前公知的《正負電荷顯示器》(專利申請?zhí)?9204082，實用新型名稱《正負電荷顯示器》，專利申請人內(nèi)蒙古武川第一中學霍茂生，發(fā)明人龔敬明，工金輝)，該顯示器是利用晶體場效應管的源漏極靜態(tài)電阻和三只電阻各為一橋臂和電位器組成可控平衡的橋式電路，開關(guān)電路和顯示電路置于橋上，通過靜電場對場效應管柵極的作用，使場效應管源漏極靜態(tài)電阻發(fā)生變化，電橋失去平衡，驅(qū)動開關(guān)電路，使顯示電路的發(fā)光二極管發(fā)光，從而達到顯示正負電荷的目的。但它體積較大，內(nèi)部電源多，結(jié)構(gòu)比較復雜，在檢驗電荷之前必須調(diào)節(jié)電橋的平衡，因此操作不方便。又在該電路中為了給場效應管提供柵極電壓，在場效應管的柵極與電源負極之間連接了一只電容，由于電容的充電作用，在檢驗微量的電荷時靈敏度低或不能檢驗微量的電荷。又此電容的容量較小(如果此電容容量越大則檢驗的靈敏度越低)，在檢驗微量的電荷時其上的電荷很快就放掉，使電橋很快恢復平衡，顯示效果不明顯或很難觀察到發(fā)光二極管發(fā)亮。
鑒此，設(shè)計研制本實用新型的目的在于為檢測電場及靜電感應、靜電平衡、靜電屏蔽現(xiàn)象提供一種體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、靈敏度高、效果直觀顯著的科學教育儀器。
本實用新型所要求保護的技術(shù)方案如下正負電荷檢測器設(shè)有正、負電荷檢測電路，它所采用的探頭、開關(guān)電路、時基電路、顯示電路為公知技術(shù)，兩檢測電路的零部件構(gòu)成及其連接方式如下正電荷檢測電路探頭經(jīng)過A端、電阻R1與三只NPN型三極管(BG4、BG5、BG6)構(gòu)成的一只NPN型復合管的第一級BG4的基極相連；復合管的集電極與時基電路IC2的<2>端相連；時基電路IC2的<3>端與由發(fā)光二極管LED2和電阻R6構(gòu)成的顯示電路的發(fā)光二極管的正極相連。負電荷檢測電路探頭經(jīng)過A端、電阻R1、電容C2、電阻R2與由一只PNP型三極管BG1、兩只NPN型三極管BG2、BG3構(gòu)成的一只PNP型復合管的第一級BG1的基極相連；復合管的發(fā)射極與時基電路IC1的<2>端相連；時基電路IC1的<3>端與由發(fā)光二極管LED1和電阻R6構(gòu)成的顯示電路的發(fā)光二極管的正極相連。另外，NPN型復合管的集電極經(jīng)電阻R9、開關(guān)K與電源E的正極相連，并通過電容C8與電源E的負極相連，復合管的發(fā)射極與電源E的負極相連；PNP型復合管的發(fā)射極經(jīng)電阻R3、開關(guān)K與電源E的正極相連，并通過電容C3與電源E的負極相連，復合管的集電極與電源E的負極連接。電源E兩端與兩阻容分壓器(由R7、R8、C7,R4、R5、C4構(gòu)成)相并聯(lián)；阻容分壓器中的分壓電阻R8兩端與時基電路IC2的<6>、<7>端連接；另一阻容分壓器中的分壓電阻R5兩端與時基電路IC1的<6>、<7>端連接；電源E兩端接有濾波電容C1。
下而對照附圖對本實用新型的技術(shù)方案再作進一步地描述


圖1正負電荷檢測器電原理圖，圖中 C1——濾波電容，與電源相并聯(lián)，R1、R2、C2——負電荷檢測電路的輸入電路，一端與探頭連接，另一端接復合管的基極，BG1、BG2、BG3——構(gòu)成PNP型復合管，其輸出端與時基電路IC1連接，R3——復合管輸出負載，C3——復合管輸出濾波電容，R4、R5、C4——阻容分壓器，IC1時基電路，C5——時基電路去藕電容，LED1、LED2——發(fā)光二極管，其正極與時基電路連接，負極通過電阻R6接電源E，R6——發(fā)光二極管串接電阻，IC2——時基電路，C6時基電路去藕電容，R7、R8、C7阻容分壓器，BG4、BG5、BG6構(gòu)成NPN型復合管，其輸出端與時基電路IC2連接，C8——復合管輸出濾波電容，R9——復合管輸出負載，E——電源，K——開關(guān)。
圖2安裝結(jié)構(gòu)示意圖——實施方式之一，圖中1——探頭，固定在絕緣外殼的頂部，2、3——發(fā)光二極管，對稱的鑲嵌在絕緣外殼面板中上部的左右兩方，4——線路板，安裝固定在絕緣外殼內(nèi)，5——電源，安裝固定在絕緣外殼內(nèi)，6——電源開關(guān)，固定在絕緣外殼面板的下方，7——絕緣外殼。
圖3安裝結(jié)構(gòu)示意圖——實施方式之二，圖中1、4、5、6、7、與圖2相同，電源開關(guān)6固定在絕緣外殼7側(cè)面的中上部，8——雙色發(fā)光二極管。
正負電荷檢測器的工作原理是在接通電源開關(guān)K后，當探頭接觸帶正電荷的物體或放入正電場時，BG4的基極有感應電流產(chǎn)生，并經(jīng)過BG4、BG5二級放大后使BG6飽和導通，IC2被觸發(fā)置位進入暫穩(wěn)態(tài)，LED2發(fā)亮，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后LED2熄滅，與此同時BG1無基極電流而截止，BG3不導通，IC1處于復位狀態(tài)，LED1不亮。反之當探頭接觸帶負電荷的物體或放入負電場時，BG1基極有感應電流產(chǎn)生，并經(jīng)過BG1、BG2二級放大后使BG3飽和導通，IC1被觸發(fā)置位進入暫穩(wěn)態(tài)，LED發(fā)亮，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后LED1熄滅，與此同時BG4無基電流而截止，BG6不導通，IC2處于復位狀態(tài)，LED2不亮。這樣就達到了檢測正負電荷或電場的目的。
與
背景技術(shù)：
相比本實用新型具有以下的有益效果不需進行調(diào)試；操作方便；結(jié)構(gòu)簡單；靈敏度高；效果顯著。為檢測電場及靜電感應、靜電平衡、靜電屏蔽演示教學提供一種直觀的、顯示效果良好的科教儀器。
權(quán)利要求1.一種正負電荷檢測器，包括探頭、開關(guān)電路、時基電路、顯示電路，其特征是設(shè)有正、負電荷檢測電路，兩檢測電路的零部件構(gòu)成及其連接方式如下A、正電荷檢測電路探頭經(jīng)過A端、電阻(R1)與三只NPN型三極管(BG4、BG5、BG6)構(gòu)成的一只NPN型復合管的第一級的基極相連；復合管的集電極與時基電路(IC2)的(2)端相連；時基電路(IC2)的(3)端與由發(fā)光二極管(LED2)和電阻(R6)構(gòu)成的顯示電路的發(fā)光二極管的正極相連；R、負電荷檢測電路探頭經(jīng)過A端、電阻(R1)、電容(C2)、電阻(R2)與由一只PNP型三極管(BG1)、兩只NPN型三極管(BG2、BG3)構(gòu)成的一只PNP型復合管的第一級的基極相連；復合管的發(fā)射極與時基電路(IC1)的(2)端相連；時基電路的(3)端與由發(fā)光二極管(LED1)和電阻(R6)構(gòu)成的顯示電路的發(fā)光二極管的正極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正負電荷檢測器，其特征是NPN型復合管的集電極經(jīng)電阻(R9)、開關(guān)(K)與電源(E)的正極相連，并通過電容(C8)與電源(E)的負極相連，復合管的發(fā)射極與電源(E)的負極相連；PNP型復合管的發(fā)射極經(jīng)電阻(R3)、開關(guān)(K)與電源(E)的正極相連，并通過電容(C3)與電源(E)的負極相連，復合管的集電極與電源(E)的負極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正負電荷檢測器，其特征是在電源(E)兩端與兩阻容分壓器(R7、R8、C7,R4、R5、C4)相并聯(lián)；阻容分壓器中的分壓電阻(R8)兩端與時基電路(IC2)的<6>、<7>端連接；另一阻容分壓器中的分壓電阻(R5)兩端與時基電路(IC1)的<6>、<7>端連接；電源(E)兩端接有濾波電容(C1)。
專利摘要正負電荷檢測器屬于電工測量中電荷極性檢測技術(shù)領(lǐng)域,具有正、負電荷兩檢測電路,其構(gòu)成零部件及連接方式如下:輸入信號經(jīng)探頭加入由NPN管構(gòu)成的NPN型或由PNP管、NPN管構(gòu)成的PNP型復合管的第一級基極,它的集電極或發(fā)射極與時基電路相連,后者再與發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示電路相連,以顯示不同極性的電荷,該檢測器克服了橋式電路調(diào)試不便的缺點。操作方便,不需調(diào)試;結(jié)構(gòu)簡單;靈敏度高,效果顯著。為物理、電工教學提供一種顯示直觀的科教儀器。
文檔編號G01R31/00GK2316663SQ98235189
公開日1999年4月28日 申請日期1998年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月22日
發(fā)明者潘建武 申請人:潘建武