電火花計時器

電火花打點計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點而顯出點跡的一種計時儀器. 給電火花打點計時器接220V電源，按下脈衝輸出開關，計時器發出的脈衝電流，接正極的放電針和墨粉紙盤到接負極的紙盤軸，產生火花放電，於是在紙帶上打出一系列的點，而且在交流電的每個週期放電一次，因此電火花打點計時器打出點間的時間間隔等於交流電的週期. ^[1] 

電火花計時器可以代替電磁打點計時器使用，也可以與簡易電火花描跡儀配套使用。

使用時電源插頭直接插在交流220伏插座內，將裁成圓片（直徑約38）上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶（20×700毫米2）從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，並且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，這樣當兩條紙帶運動時，也能帶動墨粉紙盤運動，當按下脈衝輸出開關時，在放電針和墨粉紙盤間產生火花放電，於是在紙帶上上打出一列點跡。當電源頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一次點。但放電火花不至於始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點跡的清晰度。也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶（位於下面）做實驗，例如在簡易電火花描跡儀的導軌上就是這樣放置的。還可以用兩條白紙帶（或者一條長白紙帶對摺可看做兩條紙帶）夾着一條墨粉紙帶做實驗，下面的那條紙帶因為夾在墨粉紙盒與放電針之間，作為記錄結果之用。而上一條紙帶用於輔助帶動墨粉紙盒轉動；用電火花計時器做測量自由落體的加速度實驗就是這樣做的。墨粉紙可以使用比較長的時間，一條白紙帶也可以使用4次（兩條紙帶正反面也就是四次），從而降低了實驗成本。 ^[1] 

電火花計時器使用中運動阻力極小（這種極小阻力來自於紙帶運動的本身，而不是打點產生的），因而系統誤差小，記時精度與交流電源頻率的穩定程度一致（脈衝週期漂移不大於50微秒，這一方面也遠優於電磁打點計時器），同時它的操作簡易，學生使用安全可靠（脈衝放電電流平均值不大於500微安）。

【1】電火花計時器 一台

【2】重錘 一隻

【3】固定夾 一隻

【4】紙帶寬17.5mm 一卷

【5】墨粉紙 一包

【1】打點週期 T0=0.02S相對誤差不大於1%

【2】利用某一頻率高壓脈衝產生電火花放電，將點跡通過墨粉紙記錄在紙帶上

【3】高壓脈衝輸出平均電流 150~300uA

【4】打點質量 連續打點50 點無漏點,點子清晰,不大於0.8mm

【5】實驗效果 測重力加速度g,應達到以下要求:9.9m/s2 ＞=g＞=9.5 m/s2

【6】工作電源 Ac220±10%50Hz

【7】記錄紙帶 寬度為17.5mm白紙帶

【8】工作環境條件 温度0~+400C

【9】計時器質量 約230g

【10】重錘質量 300 ±3g

【11】計量器外形尺寸 150mm*60mm*42mm12,整套儀器包裝盒外形尺寸265mm*152mm*72mm

結構圖如圖1。

電路原理如圖2所示：將開關接通，220伏特交流電正半周時，通過V1、V4、限流電阻R1對電容器C充電；交流電負半周時，通過V2、V3、限流電阻R2，V5導電；當V5上電壓達到10伏特時，可控硅V6觸發導通，此時儲存在C上的電壓通過變壓器T初級線圈產生小功率脈衝高壓；經過放電針，墨粉紙在紙帶上產生放電跡點。相鄰兩個放電跡點的時間間隔為0.02秒，X1、X2橡膠插孔為脈衝高壓輸出端。