曹宁袆,李 猛，赵昕若，张 莉，王文娟

(南京工业大学 数理科学学院，江苏 南京 211800)

无机械磨损的密立根油滴仪

曹宁袆,李 猛，赵昕若，张 莉，王文娟

(南京工业大学 数理科学学院，江苏 南京 211800)

开发了数字控制系统用于密立根油滴仪，用光电编码器替代电位器进行平衡电压的调节，用触摸屏上的按键替代机械按键. 改装后的密立根油滴仪实现了完全无机械磨损的数字化控制，而且测量精度不受环境温度、湿度等因素的影响.

密立根油滴仪；光电编码器；触摸屏

密立根油滴实验是近代物理的重要实验项目之一，是实验物理的典范，也是启发性实验的代表作[1-4]. 现有普遍使用的密立根油滴实验仪，2个金属极板之间的控制电压是通过电位器调节的，实验中油滴运行状态的控制通过机械开关或者机械按键实现. 电位器损坏以及机械按钮失灵在实验设备故障所占比重最大. 由于大量反复使用，电位器容易产生触点磨损，导致调节电压不稳定直至失调. 电位器还会因为使用环境潮湿、温度变化等因素，导致输出电压不稳定或不精确. 而仪器的功能选择、计时开关等则会由于频繁操作导致接触不良等致使仪器无法正常使用.

1 设计原理及方案

本仪器使用光电编码器结合触摸屏提供数字信号，通过电路芯片以及单片机的软件处理后，达到仪器的电压调节和控制油滴运动状态以及计时状态全数字化操作的目的. 采用光电编码器替换电位器，在调节电压过程中实现无机械磨损，延长了仪器使用寿命；……