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1、多功能光電計時器操作說明簡表與使用說明書編寫者：國立清華大學物理系戴明鳳，日期：97.02.22MUJ-5CCOWLED COMTiming | Ttnitng II ms s cm/s cm/sAcwkrmion oliisiun Grav,l Accelcruihjn Cycle%圖A-l多功能光電計時器-儀器工作原理及特砧使用精密的紅外線光電感應器所製作的光電閘，搭配高速微處理運算器測量運動體 的運動時間、速率和加速度，具特定實驗模組化的測量功能。本機採用國際流行的薄膜 式按鍵開關面設計，並含微處理機單元及智能化的測量技術讀取、處理暨儲存數據。以 微秒級為時基的時間測量裝置，可提供精確位
2、數高達五位元的時間測量，並具有存儲功 能。操作簡單，只需使用四個操作鍵即可完成各種不同的測量功能。可作為計時器、計 數器、信號源和6V直流穩壓電源使用。本機除了具有一般計時器的功能外，並可用以 測量運動物體的加速度、重力加速度、周期等物理量，可直接顯示物體的移動速率和加 速度值。經常運用在大學院校普物實驗課程中有關運動的實驗中，如與氣墊導軌、斜槽 軌道、自由落體和碰撞等各種運動實驗系統的儀器配合使用。二儀器規格(1)以美國INTEL公司的MCS-51數位微處理單元(CPU)為自動測量及數據處理的主控 系統。 採用12MHz的石英晶體振盪器最為時基單元，時基精度為2 MHz 20 Hz (10
3、ppm)。(3) 使用0.56高亮度的LED數碼顯示裝置，具有五位元的顯示單元，分別為四個LED 單位顯示和八個LED功能指示。(4) 溢出扌旨示“0.0.0.0.”。(5) 含小數點和單位顯示，具有量程自動定位、自動換檔及自動進行四拎五入的智能化 數據處理功能。(6) 各項物理量的測量範圍(a) 速度範圍為:0.001000.0 cnVs(b) 加速度範圍為：0.001200.0 cm/s?(c) 計數範圍為：099999(d) 計時範圍為:0.00 ms999.99 s(e) 0.01 ms數量級以上確保五位有效數字顯示。(7) 可存儲20個時間數據，在周期測量中存儲21個時間數據(前20
4、個振動周期和一個 次(最多9999周期)振動的累加時間總和。(8) 脈沖信號源有1 Hz、10 Hz、100 Hz、1000 Hz、10000 Hz等五檔，輸出幅度近5V。(9) 提供6V直流電壓及0.5A的直流穩壓電源輸出(10) 提供兩個紅外光電傳感器(11) 配有可供氣墊導軌和自由落體儀器使用的四個光電閘信號輸入插座。(12) 配有供斜槽軌道和自由落體儀實驗系統之電磁鐵控制插座。(13) 工作條件:電源：AC 110V 土 10%，50 Hz60 Hz。環境溫度：-10C40C相對濕度：在40C時，低於85%。工作時間：連續工作(14) 外形尺寸：約 230 nun x 210 nun
5、x 100 mm(15) 重量：約 1.5 Kg三、面板說明(1)前面板說明：見圖A-2，、和等所有按鍵均為循環式的切換開關。MUJ-5C計時計數測速儀O msO sO Cm/sO Cm/so SI計時1o S2計時2O a 加速度O Pzh碰撞 o G 垂力加速度。T 周期O J 計數轉換取數電磁鐵o Sg 1信號源測量單位指示燈功能轉換指示燈取數鍵電磁鐵開關鍵五位元LED顯示列數值轉換鍵功能選擇/復位鍵電磁鐵開關指示燈圖A-2 MUJ-5C多功能光電計時器面板說明 五位元LED顯示列：顯示測量的結果 测量覃位指示燈：依所選定的測量功能J顯示所測得之數據的單位，如ms, s ,cm/s, c
6、ni/s等四個時間和速率的單位。 轉換M(Changeovei):當選擇計時、加速度和碰撞等測量功能時，在1秒內迅速按 轉換鍵，可交替地選擇測量各種不同物理量。光電閘的檔光片寬度有1.0 cm、3.0cm、5.0cm、10.0c m等四個不同的寬度選擇，可 經由轉換鍵的切換選擇所需的寬度。使轉換鍵的切換時間超過1 sec，即可選擇檔 光片的寬度設定。 功能鍵(Function):如按下功能鍵前，光電閘若遮過光，則可先按一次功能鍵進行歸 零。若光電閘沒遮過光，請按功能鍵選擇擬測量的功能。 取數鍵(Data Fetch):在計時1 (Si)、計時2 (S?)、周期(T)功能時，儀器可自動存入 前2
7、0個測量值，按下取數鍵，可顯示存入的紀錄值。當顯示E”表示將顯示存 入的第值。0電蛮鐵開/關指示燈：顯示電磁鐵處於吸合或鬆離的狀態，當紅色LED亮時，表示 電磁鐵為開啟的吸合狀態；LED不亮時，則表示電磁鐵為關閉狀態。電礙鐵開關健(Elec茁omagnet)：控制電磁鐵的吸合和鬆離(鍵上LED顯示暗)的切 換鍵，當按鍵上的電磁鐵開/關紅色LED指示燈亮時，表示有電磁鐵為開啟的吸 合狀態；LED不亮時，則表示電磁鐵為關閉，處於無電磁力的狀態。後面板(DPI光電閘信號插座信號源輸出插座6V直流輸出插座電源開關P2光電閘信號插座電磁鐵信號插座電源保險絲座電源線圖A-2 MUJ-5C多功能光電計時器背
8、面板說明四、多功能光電計時器使用說明簡表多功能光電計時器使用簡表(永原科學儀器公司製造，型號A04-153)測量前先按下Changeover ( 1 sec)，選擇檔光片寬度測量後可迅速(可使顯示器的顯示值切換為時間或速度數據顯示後，可按Function鍵歸零重新實驗。歸零後再按一次Function鍵，可跳入下 一功能選擇功能應用例播光板光電閘時間數據顯示(秒/毫秒)Timing I拋體初速 轉動週期P1 或 P2同一光電門擋光時程/速度按Data Fetch顯示20組記錄Timing II重物下落 已知高度 時間MP1 或 P2以擋光片得同一光電門兩次擋光的 時距以擋光片得同一光電門一次擋光
9、的 時程-Changeover選择時間 速度-Changeover選择速度可按Data Fetch顯示20組記錄Acceleration直線等加 速度運動U由P1至P2 Changeover選择時間P1的擋光時程P2的擋光時程P1至P2的擋光時程 Changeover選择速度P1的擋光速度P2的擋光速度P1至P2的加速度Collision碰撞運動UP1 或 P2 Changeover選择速度顯示各光電門各來回1至3次擋光片之 速度 Changeover選择時間顯示各光電門各來回1至3次擋光片之 時間Gravity Acceleration自由落體由電磁鐵至P1 P4準備好後、按下Electro
10、magnet顯示電磁鐵下端至P1.T2/P3/P4的時程Cycle單擺 複擺 簡諧運動 P1 或 P2 Changeover預設週期數100以內.實驗完顯示總時間，再按Data Fetch顯 示最後20週期時間.不預設週期數而直接测量直到結束可顯示測量週期序直到結束.按 Changeover顯示總時間，再按 Data Fetch顯示最後20週期時間實Count轉動次數P1 或 P2顯示遮光次數Signal Source信號源輸出插座按Changeover可輸出頻率為：1、10、 100、1000、10000的方波信號，單位 為HzDC PowerDC6V輸出插座任何時間可輸出1. Timing
11、 I : 一般遮光時程測量2. Timing II -二次遮光時距3. Acceleration :直線運動體單點瞬時速度測量及雙點間加速度值的計算4. Collision :碰撞實驗中，兩運動體碰撞前後的瞬時速度測量5. Gravity Acceleration :自由落體下落至不同高度的時間測量6. Cycle :單擺計次、累計時間、單次擺動週期記錄及顯示7. Count :計數遮光次數& Signal Source :信號產生器，可供其它實驗使用。六操作方法(1) 测量覃位：(a) ms : 1/1000秒，計時單位(b) s ：秒，計時單位(c) nVs :公分/秒速度單位(d) cn
12、i/s2 :公分/秒平方*加速度單位(2) 各種物理量的測量1. Timing I (計時1 ,Si):遮光時程測量測量光電閘的擋光時間，可連續測量，並自動存入前20個所測得的數據。按下取數 鍵可查看儲存於計數器內的數據。2. Time II (tf時2,SJ :二次遮光時間間距測量測量光電閘兩次擋光的間隔時間，可連續測量。並自動存入前20個數據，按下取數 鍵可查看所量得的數據。3. Acceleration (加速度,“)测畳測量帶有凹形擋光片的滑行器通過相鄰兩個光電閘的速度，以及通過此兩光電閘間 之段路程所需的時間，可連接2至4個光電閘。在此測量模態時，本計時器的顯示 面版上會循環顯示下列
13、數據：1 第一個光電管xxxxx第一個光電管測量值(T1/V1)2 第二個光電管xxxxx第二個光電管測量值(T2/V2)12第一至第二光電管xxxxx第一至第二光電管測量(Tl2/a)如接有第3、4個光電閘，則除顯示上測量數據外，並繼續顯示第3個光電管、第4 個光電管及23、34段的測量值如下所列3XXXXX23XXXXX4XXXXX34XXXXX第三個光電管第三個光電管測量值（T3/V3） 第二至第三光電管第二至第三光電管測量（T23/町 第四個光電管第四個光電管測量值（T4/V4） 第三至第四光電管第三至第四光電管測量（T34/町按功能鍵清0，可進行另一系列新的測量。4. Collisi
14、on （碰撞,Pzh）：等質量舆不等質量間的碰撞實验测量在計時器後面板的P1、P2接頭各接一只光電管，兩只滑行器上裝好相同寬度的凹形 擋光片和碰撞彈簧，讓滑行器從氣軌兩端向中間運動，各自通過一個光電閘後相撞。 做完實驗，會循環顯示下列數據：P1.1XXXXXP1.2XXXXXP2.1XXXXXP2.2XXXXX第一次通過Pl光電管第一次通過Pl光電管的遮光時間測量值第二次通過P1光電管第二次通過P1光電管的遮光時間測量值第一次通過P2光電管第一次通過P2光電管的遮光時間測量值第二次通過P2光電管第二次通過P2光電管的遮光時間測量值（1）如滑塊通過P1光電管三次，但僅通過P2光電管一次，則計時器將不顯示P2.2而顯示P1.3，表示物體第三次通過P1光電管的第三次遮光時間（2）如滑塊通過P2光電管三次，通過P1光電管一次，本機將不顯示P1.2而顯示 P2.3，表示第三次通過P2光電管的第三次遮光時間。按功能鍵歸零後，可進行另一系列新的測量。5. Gravity Acceleration （重力加速，g）:將電磁鐵插入電磁鐵插口，24個光電閘插入光電閘插口，
