对电火花计时器的小改进

陈永前

电火花计时器是高中物理实验中常用的一种计时仪器，它能够把物体的运动情况定时地记录在纸带上。电火花计时器配合斜面小车、电火花描迹仪、钩码组等实验仪器，可以做匀速直线运动、匀加速直线运动、牛顿第二定律、自由落体运动、动能定理、机械能守恒定律等多个实验。电火花计时器采用高压脉冲电火花进行计时，具有操作简单、准确性高、可靠性好、使用安全等特点，是替代电磁打点计时器的更新换代产品。

电火花计时器的工作原理，是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显示出点迹的一种计时仪器。给电火花计时器交流电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流（脉冲放电电流平均值不大于500微安），通过接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期内放电一次，因此，电火花计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期。当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点（打点周期相对误差不大于1%）。由于电火花计时器使用中运动阻力极小（这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的），因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期漂移不大于50微秒，这一方面也远优于电磁打点计时器），高中物理实验室现在使用的几乎都是电火花计时器。

我校实验室使用的电火花计时器有三种：余姚丈亭教学设备厂生产的J01207型，靖江市生祠无线电配件厂生产的J0207型，宁波凯迪科教仪器有限公司生产的J0207型。这三种电火花计时器几乎完全相同。我校目前有近30个教学班，完成高中物理的几个学生实验要多次使用电火花计时器，使用过程中一个十分突出的问题是电火花计时器的正（红色）负（黑色）脉冲输出插座损坏十分严重，令人心痛！针对这种情况，我对电火花计时器正负脉冲输出插座做了一小改进。

改进方法：

改进一：利用卷纸带的胶质圆筒（内径1.3厘米，外径1.6厘米，高1.3厘米，废物利用），将其套在正负脉冲输出插座上，再用502膠（或AB胶）将其粘紧（粘紧时要注意：不要让多余的502胶粘住纸带压板和高压变压器的外壳），防止学生有意无意旋转正负脉冲输出插座，使插座松动或弄断高压变压器的线。改进前，一个年级实验做完，正负脉冲输出插座的损坏率达到70%以上，改进后，实验做完，正负脉冲输出插座基本无损。

改进二：从电火花计时器内引出的电源线用1 cm×2 cm的硬质胶片通过两个小螺钉固定在电火花计时器的尾部左边，防止因外力过大使电源线从焊接处脱落而发生安全事故。

另外，建议生产厂家，电火花计时器的电源开关用按键式开关，这种开关的操作灵活方便，能缩短不必要的打点时间，延长墨粉纸盘的使用寿命，降低实验成本。

编辑 王团兰