屬于教學(xué)儀器演示領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

創(chuàng)新是民族之魂，青年學(xué)生是創(chuàng)新的力量。

國家的強盛在于人材，人材的培養(yǎng)在于教育。教育的重點青少年，少年強則國強，少年進步則國進步，要培養(yǎng)少年對科學(xué)的熱愛，提高教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵，而實驗儀器的精準(zhǔn)是提高教學(xué)的一個重要因素，實驗儀器好，所做的實驗更具說服力，從而使學(xué)生認識事物，了解自然現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生的思維，對提高教育水平起到重要作用。因此，教學(xué)中的各種實驗儀器都在不斷的提升，但卻還存在著很多不足之處：一是實驗儀器的種類不足，特別是針對低年級學(xué)生的實驗儀器還不全面。二是教學(xué)儀器中寓教于樂的精神還不夠，三是現(xiàn)在多數(shù)教學(xué)儀器的成本太高，因而對一些偏遠的村莊學(xué)校，還不能普及到很多普遍的教學(xué)儀器。

電學(xué)是物理學(xué)中最重要的一種門類，充滿神奇的電學(xué)實驗，能激發(fā)少年的興趣，同時對建立電學(xué)的基本概念有著重要的作用，如果能研制一種多功能的導(dǎo)電演示儀而且演示儀能將抽象的將電學(xué)部分概念與定律形象化，顯然對受教育者有有著積極的幫助。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了讓教學(xué)儀器普及到每所學(xué)校，豐富教學(xué)儀器的種類，本發(fā)明的措施是研制分立式導(dǎo)電率宏觀顯示教學(xué)演示儀，其目的一是讓學(xué)生從一種感性的角度，了解導(dǎo)電率的情況，理解導(dǎo)體，電阻，絕緣體物體的概念與意義，進而理解理解歐姆定律的意義，因而讓學(xué)生打下基礎(chǔ)。二是該儀器因具有光與聲的三種色彩的顯示，因此具有一定的趣味性，能培養(yǎng)起廣大青少年對科學(xué)的熱愛。三是成本低廉，可以成為一種在廣大學(xué)校普及的儀器。

所采用的措施是：

1、可測正負電的顯示教學(xué)演示儀，由負電荷識別單元，負電荷放大單元，負電荷光量顯示部分，負電光標(biāo)及聲指示單元，振蕩單元，正電荷識別單元，正電荷放大單元，正電荷光量顯示部分，正電光標(biāo)及聲指示單元，轉(zhuǎn)換單元共同組成。

其中：轉(zhuǎn)換單元由轉(zhuǎn)換開關(guān)、測試棒插口、測試板組成，負電荷識別單元是一個負電荷識別PNP三極管，正電荷識別單元是一個NPN三極管，轉(zhuǎn)換開關(guān)中的轉(zhuǎn)換端頭接測試板，常開端頭接PNP三極管的基極，常閉端頭接NPN三極管的基極，PNP三極管發(fā)射極接電源，集電極為負電荷識別單元的輸出，NPN三極管的集電極接電源，發(fā)射極為正電荷識別單元的輸出，測試棒插口或接在負電荷一級放大器的同相端與電源之間，或接在正電荷一級放大器的同相端與電源之間。

負電荷放大單元由負電荷一級放大器、負電荷放大單元中的比較下偏可調(diào)電阻、負電荷放大單元中的比較上偏電阻、負電荷測試指示支路、負電荷交連二極管、負電荷二級放大器組成：負電荷一級放大器的同相端接負電荷識別PNP三極管的集電極，負電荷一級放大器的反相端為兩路，一路接負電荷放大單元中的比較上偏電阻到負電荷一級放大器的輸出端，一路接負電荷放大單元中的比較下偏可調(diào)電阻到地線，負電荷測試指示支路接在負電荷一級放大器的輸出端到地線之間，負電荷一級放大器的輸出端與負電荷二級放大器的同相端之間接負電荷交連二極管，負電荷二級放大器的反相端接負電荷二級放大器的輸出端，負電荷二級放大器的輸出端即是負電荷放大單元的輸出。

負電荷光量顯示部分由多組負電光量顯示單元組成：每兩個負電指示燈與負電指示燈保護電阻或多個負電指示燈與負電指示燈保護電阻組成一組負電光量指示單元。

每組負電光量顯示單元串聯(lián)，每組負電光量顯示單元中的每個負電指示燈串聯(lián)，每個負電指示燈的負極都接一個負電指示燈保護電阻到地線，第一組負電光量顯示單元第一負電指示燈的正極即是第一組負電光量顯示單元的輸入，第一組負電光量顯示單元最后一個負電指示燈的負極即是第一組負電光量顯示單元的輸出，第二組負電光量顯示單元第一負電指示燈的正極即是第二組負電光量顯示單元的輸入，第二組負電光量顯示單元最后一個負電指示燈的負極即是第二組負電光量顯示單元的輸出，以此類推，以后的多組皆如此。

負電光標(biāo)及聲指示單元由多個負電光標(biāo)起動部分與多個負電語音指示以及負電互鎖二極管組成：每個負電光標(biāo)起動部分中的負電光標(biāo)起動器的同相端連接一組負電光量顯示單元的輸出，連接后一組負電光量顯示單元輸出的負電光標(biāo)起動器的輸出，需接負電互鎖二極管到連接前一組負電光量顯示單元輸出的負電光標(biāo)起動器的反相端，每個負電光標(biāo)起動器的反相端都接一個負電比較電路，每個負電光標(biāo)起動器的輸出都連接一個負電光標(biāo)指示支路，每個負電光標(biāo)起動器的輸出都接一個負電語音指示。

負電比較電路由負電光標(biāo)起動器的上偏電阻與負電光標(biāo)起動器的下偏電阻串聯(lián)在電源與地線之間，其中間串聯(lián)點接負電光標(biāo)起動器的反相端。

正電荷放大單元由正電荷一級放大器、正電荷放大單元中的比較下偏可調(diào)電阻、正電荷放大單元中的比較上偏電阻、正電荷測試指示支路、正電荷交連二極管、正電荷二級放大器組成：正電荷一級放大器的同相端接正電荷識別NPN三極管的集電極，正電荷一級放大器的反相端為兩路，一路接正電荷放大單元中的比較上偏電阻到正電荷一級放大器的輸出端，一路接正電荷放大單元中的比較下偏可調(diào)電阻到地線，正電荷測試指示支路接在正電荷一級放大器的輸出端到地線之間，正電荷一級放大器的輸出端與正電荷二級放大器的同相端之間接正電荷交連二極管，正電荷二級放大器的反相端接正電荷二級放大器的輸出端，正電荷二級放大器的輸出端即是正電荷放大單元的輸出。

正電荷光量顯示部分由多組正電光量顯示單元組成：每兩個正電指示燈與正電指示燈保護電阻或多個正電指示與正電指示燈保護電阻組成一組正電光量顯示單元。

每組正電光量顯示單元串聯(lián)，每組正電光量顯示單元中的每個正電指示燈串聯(lián)，每個正電負電指示燈的負極都接一個正電指示燈保護電阻到地線，第一組正電光量顯示單元第一正電指示燈的正極即是第一組正電光量顯示單元的輸入，第一組正電光量顯示單元最后一個正電指示燈的負極即是第一組正電光量顯示單元的輸出，第二組正電光量顯示單元第一正電指示燈的正極即是第二組正電光量顯示單元的輸入，第二組正電光量顯示單元最后一個正電指示燈的負極即是第二組正電光量顯示單元的輸出，以此類推，以后的多組皆如此。

正電光標(biāo)及聲指示單元由多個正電光標(biāo)起動部分與多個正電語音指示以及正電互鎖二極管組成：每個正電光標(biāo)起動部分中的正電光標(biāo)起動器的同相端連接一組正電光量顯示單元的輸出，連接后一組正電光量顯示單元輸出的正電光標(biāo)起動器的輸出，需接正電互鎖二極管到連接前一組正電光量顯示單元輸出的正電光標(biāo)起動器的反相端，每個正電光標(biāo)起動器的反相端都接一個正電比較電路，每個正電光標(biāo)起動器的輸出都連接一個正電光標(biāo)指示支路，每個正電光標(biāo)起動器的輸出都接一個正電語音指示。

正電比較電路由正電光標(biāo)起動器的上偏電阻與正電光標(biāo)起動器的下偏電阻串聯(lián)在電源與地線之間，其中間串聯(lián)點接正電光標(biāo)起動器的反相端。振蕩單元由振蕩器、振蕩積分電阻、振蕩積分電容、振蕩器同相上偏電阻、振蕩器同相下偏電阻、控制負電光標(biāo)的二極管、負電光標(biāo)隔離二極管、控制正電光標(biāo)的二極管、正電光標(biāo)隔離二極管組成：振蕩積分電阻接在振蕩器的輸出端與反相端之間，振蕩積分電容接在振蕩器的反相端與地線之間，振蕩器同相上偏電阻接在振蕩器的輸出端與同相端之間，振蕩器同相下偏電阻接在振蕩器的同相端與地線之間，控制負電光標(biāo)二極管的正極接振蕩器的輸出端，控制負電光標(biāo)二極管的負極接負電光標(biāo)隔離二極管的正極，每個負電光標(biāo)起動器的反相端接一個負電光標(biāo)隔離二極管的負極，控制正電光標(biāo)二極管的正極接振蕩器的輸出端，控制正電光標(biāo)二極管的負極接正電光標(biāo)隔離二極管的正極，每個正電光標(biāo)起動器的反相端接一個正電光標(biāo)隔離二極管的負極。

2、振蕩器、光標(biāo)起動器、放大器都采用運算放大器LM324焊接而成。

3、所有二極管均是面貼合型二極管。

對本措施的進一步解釋如下：

一、負電荷識別單元的說明。

識別原理是，當(dāng)是負電荷時，負電荷識別PNP三極管（圖2中的2）形成正向偏置，該管導(dǎo)通，所以集電極有輸出，將傳遞給了后級的負電荷放大單元，反之如果是正電荷，PNP三極管成為反向偏置，該管不導(dǎo)通，所以集電極無輸出。

二、負電荷放大單元的說明。

放大單元中包含了兩級放大，第一級放大是接為了比較放大的形式，第二級放大是接了為射隨放大的形式。其主要作用：一是將檢測到的負電荷能量放大后傳遞給后級，讓負電荷光量顯示部分反應(yīng)出電荷的能量大小，二是在檢測電阻時，讓觀看者，直觀理解電阻參數(shù)大小的意義。

第一級放大是接為了比較放大的形式，屬于模擬電路，因此對輸入信號沒有“門坎”的要求，無論多小的信號均能放大，所以只要負電荷識別單元有信號輸出，就能將信號放大，而且輸入的信號越強其放大的信號越強。同樣當(dāng)檢測電阻時參數(shù)時，如果阻值越小，輸出的信號越強。

第二級放大是接了為射隨放大的形式，因此有很強的帶負載能力，是一個良好的定壓源，成為了很好的接口電路。射隨的輸出電壓緊跟負電荷一級放大器（圖2中的3.1）的輸出，所以在檢測電荷時，它的輸出能定型地反應(yīng)正電荷的能量大小。同理，在檢測電阻時，它的輸出能定型地反應(yīng)不同電阻導(dǎo)電率的大小。

三、負電荷光量顯示部分的說明。

負電荷光量顯示部分由多組負電光量顯示單元組成：每兩個負電指示燈與負電指示燈保護電阻或多個負電指示燈與負電指示燈保護電阻組成一組負電光量指示單元。

每組負電光量顯示單元串聯(lián)，每組負電光量顯示單元中的每個負電指示燈串聯(lián)，每個負電指示燈的負極都接一個負電指示燈保護電阻到地線，第一組負電光量顯示單元第一負電指示燈的正極即是第一組負電光量顯示單元的輸入，第一組負電光量顯示單元最后一個負電指示燈的負極即是第一組負電光量顯示單元的輸出，第二組負電光量顯示單元第一負電指示燈的正極即是第二組負電光量顯示單元的輸入，第二組負電光量顯示單元最后一個負電指示燈的負極即是第二組負電光量顯示單元的輸出，以此類推，以后的多組皆如此。

其原理是：激勵電壓作用于串聯(lián)的每組負電光量顯示單元后，首先吸穿的是第一組負電光量顯示單元中的第一個負電指示燈，其電流經(jīng)過第一個負電指示燈保護電阻到地線，如果激勵信號強，依次吸穿第一組負電光量顯示單元中的第二個負電指示燈，再經(jīng)過第二個負電指示燈保護電阻到地，當(dāng)?shù)谝唤M負電光量顯示單元中的負電指示燈激勵完畢后才激勵第二組負電光量顯示單元……所以如果負電荷一級放大器輸出的電壓越高，所擊穿的負電指示燈數(shù)量越多，反之如果負電荷一級放大器的輸出的電壓越低，所擊穿的負電指示燈數(shù)量越小。而且最后一組負電光量顯示單元中的最后一個負電指示燈的亮度將降低。所以形成了一種定型的大小顯示。

四、負電光標(biāo)及聲指示單元。

該單元由多個負電光標(biāo)起動器、多個負電光標(biāo)指示支路（即是連在光標(biāo)起動器輸出上的發(fā)光管）、多個負電語音指示（即是連在光標(biāo)起動器輸出上的語音片）、負電互鎖二極管組成：每個負電光標(biāo)起動部分中的負電光標(biāo)起動器的同相端連接一組負電光量顯示單元的輸出，連接后一組負電光量顯示單元輸出的負電光標(biāo)起動器的輸出，需接負電互鎖二極管到連接前一組負電光量顯示單元輸出的負電光標(biāo)起動器的反相端，每個負電光標(biāo)起動器的反相端都接一個負電比較電路，每個負電光標(biāo)起動器的輸出都連接一個負電光標(biāo)指示支路，每個負電光標(biāo)起動器的輸出都接一個負電語音指示。

負電比較電路由負電光標(biāo)起動器的上偏電阻與負電光標(biāo)起動器的下偏電阻串聯(lián)在電源與地線之間，其中間串聯(lián)點接負電光標(biāo)起動器的反相端。

形成的原理：

每個負電光標(biāo)起動器連成了比較放大的形式，由于比較端的電壓很低，所以當(dāng)負電光量顯示單元的輸出有電壓時，負電光標(biāo)起動器有輸出，負電光標(biāo)指示支路發(fā)光，同時所帶的負電語音指示發(fā)出聲音。由于每個光標(biāo)起動器分別受對應(yīng)的負電光量顯示單元的激勵，所以負電光標(biāo)指示支路亮的多少，與負電光量顯示單元成同步關(guān)系。所以負電光標(biāo)及聲指示單元從另一個角度顯示了所測物體參數(shù)大小。

由于負電光標(biāo)及聲指示單元連接有振蕩器的輸出，在振蕩的一個周期內(nèi)，振蕩器的輸出為高位時，每個負電光標(biāo)起動器的反相端突升為高位，將高于同相端的輸入，也因此每個負電光標(biāo)起動器無輸出，所以負電光標(biāo)指示支路無光，同時負電語音指示不發(fā)聲音，反之振蕩單元的輸出為低位時，每個負電光標(biāo)起動器的反相端為正常的較低電壓，每個負電光標(biāo)起動器是否有輸出取決于同相端是否有有輸入。所以負電光標(biāo)指示支路顯示的現(xiàn)象是閃動著的，負電語音指示因受到周期的觸發(fā)，而是有規(guī)律的。

由于光標(biāo)起動器連接有負電互鎖二極管，所以光標(biāo)顯示與聲響只會出現(xiàn)一個獨立的，且是量顯示最大的地方。

形成的互鎖原理是：后面的負電光標(biāo)起動器的輸出控制前面所有負電光標(biāo)起動器的反相端，也即是后面的負電光標(biāo)起動器的輸出接負電互鎖二極管的正極，前面的所有負電光標(biāo)起動器的反相端都接一個負電互鎖二極管的負極，當(dāng)后面的負電光標(biāo)起動器的輸出有高壓時，負電互鎖二極管將高壓傳遞給前面所有負電光標(biāo)起動器的反相端，導(dǎo)致前面所有負電光標(biāo)起動器無輸出，所以形成負電光標(biāo)指示支路的唯一性。

五、振蕩單元。

本單元由振蕩器（圖2中的10.1）、振蕩積分電阻（圖2中的10.2）、振蕩積分電容（圖2中的10.3）、振蕩器同相上偏電阻（圖2中的10.4）、振蕩器同相下偏電阻（圖2中的10.5）、控制負電光標(biāo)的二極管（圖2中的10.6）、負電光標(biāo)隔離二極管、控制正電光標(biāo)的二極管（圖2中的10.10）、正電光標(biāo)隔離二極管組成。

形成的振蕩原理是由振蕩器的輸出端與同相端所連的振蕩器同相上偏電阻與振蕩器同相下偏電阻成為了同相端的比較電壓，也成為閥值電壓，當(dāng)振蕩器的輸出端為高位時，通過振蕩積分電阻向振蕩積分電容充電，當(dāng)充到閥值時，輸出端驟變?yōu)榈臀?，這時振蕩積分電容通過振蕩積分電阻向輸出端放電，當(dāng)電位低于同相端時，振蕩器輸出端變?yōu)楦呶唬_始第二周期的充電過程。振蕩積分電阻與振蕩積分電容可以調(diào)整頻率。振蕩級的輸出同時連接了負電光標(biāo)及聲指示單元及正光標(biāo)及聲指示單元，所以連接的兩單元的效果規(guī)律一樣。

六、正電荷識別單元的說明。

識別原理是，當(dāng)是正電荷時，正電荷識別NPN三極管形成正向偏置，該管導(dǎo)通，所以發(fā)射極有輸出，傳遞給了正電荷放大單元，反之如果是負電荷，正電荷識別NPN三極管成為反向偏置，該管不導(dǎo)通，所以發(fā)射極無輸出。

七、正電荷級放大單元、正電荷放大單元、正電荷光量顯示部分、正電光標(biāo)及聲指示單元與負電荷級放大單元、負電荷光量顯示部分、正電光標(biāo)及聲指示單元相同，不再累述。

八、轉(zhuǎn)換單元。

該單元由轉(zhuǎn)換開關(guān)、測試板、測試棒插口組成。

檢測板，是作檢測電荷時使用。作用是使用時將所檢測的物體放在該板上。

測試插口是作除檢測電荷檢測以外的試驗用，是本儀與測試棒或測試夾的連接插口。測試棒或測試夾另一端連接所測物體。

實施后有以下突出的優(yōu)點：

1、電學(xué)是物理學(xué)中重要的內(nèi)容，學(xué)生能清楚地能過儀器感悟到，什么是正電荷、負電荷、良導(dǎo)體，電阻、絕緣體、電流的概念，幫助初學(xué)者建立電學(xué)中最基本概念有著積極的作用。

2、能對正電荷，負電荷進行識別，并能定型地反映出能量大小、并讓眾多觀看者演示，這是很多較低檔的儀器難以做到的。演示方法是將所測的物體放在檢測板即可。

（1）、在科普教育中，電學(xué)的眾多概念中，正電荷，負電荷，更是充滿著一定的神密性，在本發(fā)明中，如果檢測的物體是代正電荷，正電荷光量顯示部分會顯示出紅色（因在安裝時，正電荷光量顯示部分中的發(fā)光管安裝為紅色，）如果檢測的物體是代負電荷，負電荷光量顯示部分會顯示出綠色（在安裝時，負電荷光量顯示部分中的發(fā)光管安裝為綠色，）觀看者清楚直觀，易于接受。

（2）、能定性地看出所帶電荷的物理的電荷能量大小，如果所檢測的物體所帶的正（負）電荷能量大，光量顯示的所亮的發(fā)光管數(shù)量多，反之所亮的發(fā)光管數(shù)量小。

（3）、本試驗儀可以大致看出兩種物物質(zhì)摩擦起電所產(chǎn)生正電或負電荷能量基本上雙方是一樣的，因為所檢測的兩物體，（在做摩擦起電試驗時，常常是用兩種物體相互摩擦），正（負）電荷光量顯示單元中發(fā)光管數(shù)量會基本上是一樣多，不會超過一個光標(biāo)顯示，因此從一個方面提示了一個事物的兩個方面，一種物體電子減少，就造成了正電的增多，因而成為了代正電物體，反之另一種物理電子數(shù)增多，負電荷就增多就成為了帶負電體，對建立電學(xué)概念與事物的整體認識，都有著積極的引導(dǎo)作用。

（4）、使用方便，在測試帶電荷的物體時，只需將該物體放在測試板上，然后按轉(zhuǎn)換開關(guān)就可以將其，轉(zhuǎn)換到正（負）電荷識別單元上，讓對應(yīng)的光量顯示單元的發(fā)光管亮，而使用轉(zhuǎn)換開關(guān)十分方便。

（5）、可以檢測非帶電荷物體，或不宜做摩擦起電的兩種物體。所檢測中的物體如果正（負）電荷光量顯示單元中的發(fā)光管均無光，說明該兩種物體沒有帶電荷，說明這兩種物體，不宜做摩擦起電的試驗。告訴物體具有不同的物理性質(zhì)，拓寬被教育者的思維。

3、歐姆定律是電學(xué)中最重要的基本定律，學(xué)好歐姆定律對電學(xué)的深化學(xué)習(xí)有重要的鋪墊作用。初學(xué)者感到定義抽象，通過本儀器定型地演示，能使初學(xué)者對歐姆定律消化理解，而不是簡單地產(chǎn)生只是機械式的呆板記憶。演示方法是用兩測試夾，分別夾做電阻的兩端，然后將兩測試夾分別插入儀器中兩測試孔內(nèi)。

（1）、定型地演示歐姆定律揭示的電壓一定時，電流與電阻之間的關(guān)系。電阻越大，電流越小的視覺效果。

而本儀的眾多發(fā)光管寓意是一條河流，將抽象的電流比喻成為了水流。當(dāng)電流過測試體時，導(dǎo)電率高的物體所演示的現(xiàn)象是電流如河水一樣能從始點流向終點，直觀視覺效果是電流過物體時受到的阻力（即電阻）很小，因而電流很暢通。流得遠，導(dǎo)電率差的物體種類如所測的電阻，受到的阻力大（即電阻大），如水流一樣，流動困難，流得近。

（2）、定型地演示歐姆定律揭示的當(dāng)電阻為一定時，電壓越大，電流越大。以及電壓越小，電流越小的視覺效果。

用一只電阻作為測試物體，演示時其顯示發(fā)光管為部分發(fā)光管亮，此時調(diào)整儀器內(nèi)靈敏度調(diào)整電阻的阻值，讓其放大倍數(shù)增加，測試電壓指示發(fā)光管明亮，其演示意義是提高所測電阻的端電壓，此時顯示單元的發(fā)光管亮的數(shù)量升位，成為良導(dǎo)體的現(xiàn)象，表示出電流增大后的視覺效果。反之，調(diào)整儀器內(nèi)的靈敏度調(diào)整電阻的阻值，讓其放大倍數(shù)減少，此時發(fā)光管亮的數(shù)量減少，從而表示電流減少的情況。

由于本儀最大好處是能將抽象的概念變得形象化，這對初學(xué)者特別是邊遠的山區(qū)的學(xué)生教育，是很有幫助。

（3）、本儀有光量顯示，光標(biāo)顯示，聲音效果，三重效果，而且每種顯示效果不一樣，光標(biāo)顯示為閃動，光量示為光亮，聲音為周期報送，增加了趣味效果，觀看者寓教于樂。

4、本儀可以讓學(xué)生了解一些簡單物理與化學(xué)現(xiàn)象，以激勵青少年的科學(xué)激情。

（1）、建立半導(dǎo)體的最基本概念。

演示方法是用兩測試夾，分別夾做二極管的兩極的兩端，然后將兩測試夾分別插入儀器中兩測試孔內(nèi)。

此時的顯示上會出現(xiàn)良導(dǎo)體即是導(dǎo)電率很高的現(xiàn)象。如果反極性插入測試孔中，此時顯示上會出現(xiàn)絕緣體的不通電現(xiàn)象。

（2）、了解導(dǎo)體不僅存在于金屬內(nèi)，而且存在于液體的情況。

演示方法是用兩測試夾，分別置內(nèi)容器的兩適當(dāng)位置，兩測試夾的另一端分別插入儀器中兩測試孔內(nèi)。容器內(nèi)放入水，調(diào)整兩測試夾的遠近，讓電荷光量顯示單元的發(fā)光管為一種狀態(tài)，在水里加上鹽，這時該會發(fā)現(xiàn)顯示單元的發(fā)光管所亮的數(shù)量會增加，這告訴了初學(xué)者，導(dǎo)電體不光是固態(tài)的金屬類，而且存在于液體。

（3）、了解同樣的物體導(dǎo)電性能與環(huán)境有關(guān)。

如用鱷魚夾子夾住干燥的木材的兩端，這時顯示級發(fā)光管亮得很少，甚至不亮，但將水灑在所測試的本材上，發(fā)光管所亮的數(shù)量會增加，這說明木材受潮后導(dǎo)電性能會增加。

5、性能好。一是集成化單元高，二是光量顯示成階梯式固有性好，三是光量示，光標(biāo)顯示，聲指示配合好，各級邏輯嚴密，且線路精簡。

6、本儀屬于最初級的普及型的演示儀。需求量大，而本儀易生產(chǎn)，調(diào)試簡單，成本低，便于普及。

附圖說明

圖1是可測正負電的顯示教學(xué)演示儀的原理方框圖。

圖中：1、轉(zhuǎn)換單元；2、負電荷識別PNP三極管；3、負電荷放大單元；4、負電荷光量顯示部分；5、負電光標(biāo)及聲指示單元； 6、正電荷識別NPN三極管；7、正電荷放大單元；8、正電荷光量顯示部分；9、正電光標(biāo)及聲指示單元； 10、振蕩單元。

圖2是可測正負電的顯示教學(xué)演示儀的電子元件連接圖。

圖中：1.1、轉(zhuǎn)換開關(guān)；1.2、測試板；1.3、測試棒插口；2、負電荷識別PNP三極管；3.1、負電荷一級放大器；3.2、負電荷放大單元中的比較下偏可調(diào)電阻；3.3、負電荷放大單元中的比較上偏電阻；3.5、負電荷測試指示支路；3.6、負電荷交連二極管；3.7、負電荷二級放大器；4.11、負電光量顯示一單元第一指示燈；4.111、負電光量顯示一單元第一指示燈保護電阻；4.12、負電光量顯示一單元第二指示燈；4.121、負電光量顯示一單元第二指示燈保護電阻；4.21、負電光量顯示二單元第一指示燈；4.211、負電光量顯示二單元第一指示燈保護電阻；4.22、負電光量顯示二單元第二指示燈；4.221、負電光量顯示二單元第二指示燈保護電阻；4.N1、負電光量顯示N單元第一指示燈；4.N11、負電光量顯示N單元第一指示燈保護電阻；4.N2、負電光量顯示N單元第二指示燈；4.N21、負電光量顯示N單元第二指示燈保護電阻；5.11、負電光標(biāo)起動器一；5.12、負電光標(biāo)起動器一的上偏電阻；5.13、負電光標(biāo)起動器一的下偏電阻；5.14、負電語音指示一；5.15、負電光標(biāo)指示一支路；5.21、負電光標(biāo)起動器二；5.22、負電光標(biāo)起動器二的上偏電阻；5.23、負電光標(biāo)起動器二的下偏電阻；5.24、負電語音指示二；5.25、負電光標(biāo)指示二支路；5.26、負電互鎖二極管一；5.N1、負電光標(biāo)起動器N；5.N2、負電光標(biāo)起動器N的上偏電阻；5.N3、負電光標(biāo)起動器N的下偏電阻；5.N4、負電語音指示N；5.N5、負電光標(biāo)指示N支路；5.N6、負電光標(biāo)起動器輸出二極管；5.N7、負電互鎖二極管二；5.N8、負電互鎖二極管三；6、正電荷識別NPN三極管；7.1、正電荷一級放大器；7.2、正電荷放大單元中的比較下偏可調(diào)電阻；7.3、正電荷放大單元中的比較上偏電阻；7.5、正電荷測試指示支路；7.6、正電荷交連二極管；7.7、正電荷二級放大器；8.21、正電光量顯示一單元第一指示燈；8.211、正電光量顯示一單元第一指示燈保護電阻；8.22、正電光量顯示一單元第二指示燈；8.221、正電光量顯示一單元第二指示燈保護電阻；8.31、正電光量顯示二單元第一指示燈；8.311、正電光量顯示二單元第一指示燈保護電阻；8.41、正電光量顯示二單元第二指示燈；8.411、正電光量顯示二單元第二指示燈保護電阻；8.N1、正電光量顯示N單元第一指示燈；8.N11、正電光量顯示N單元第一指示燈保護電阻；8.N2、正電光量顯示N單元第二指示燈；8.N21、正電光量顯示N單元第二指示燈保護電阻；9.11、正電光標(biāo)起動器一；9.12、正電光標(biāo)起動器一的上偏電阻；9.13、正電光標(biāo)起動器一的下偏電阻；9.14、正電語音指示一；9.15、正電光標(biāo)指示一支路；9.21、正電光標(biāo)起動器二；9.22、正電光標(biāo)起動器二的上偏電阻；9.23、正電光標(biāo)起動器二的下偏電阻；9.24、正電語音指示二；9.25、正電光標(biāo)指示二支路；9.26、正電互鎖二極管一；9.N1、正電光標(biāo)起動器N；9.N2、正電光標(biāo)起動器N的上偏電阻；9.N3、正電光標(biāo)起動器N的下偏電阻；9.N4、正電語音指示N；9.N5、正電光標(biāo)指示N支路；9.N6、正電光標(biāo)起動器輸出二極管；9.N7、正電互鎖二極管二；9.N8、正電互鎖二極管三；10.1、振蕩器；10.2、振蕩積分電阻；10.3、振蕩積分電容；10.4、振蕩器同相上偏電阻；10.5、振蕩器同相下偏電阻；10.6、控制負電光標(biāo)的二極管； 10.7、負電光標(biāo)隔離二極管一；10.8、負電光標(biāo)隔離二極管二；10.9、負電光標(biāo)隔離二極管三；10.10、控制正電光標(biāo)的二極管；10.11、正電光標(biāo)隔離二極管一；10.12、正電光標(biāo)隔離二極管二；10.13、正電光標(biāo)隔離二極管三。

具體實施實例

圖1、圖2是具體實施的一種方式。

一、選件：振蕩器、光標(biāo)起動器、放大器都采用運算放大器LM324焊接而成。

所有二極管均是面貼合型二極管。負電荷識別PNP三極管選用8550，正電荷識別NPN三極管選用8050。

二、各部分的連接如圖1所示，各部分的具體電子元件連接如圖2所示。

三、調(diào)試。

先確定一只演示電阻，電阻的阻值根據(jù)設(shè)計要而定。將假測試體連接轉(zhuǎn)換開關(guān)的負電荷端，將轉(zhuǎn)換開關(guān)的中間端頭接地線。

1、負電放大單元的檢查與調(diào)試。

用示波器的熱端接負電荷二級放大器（圖2中的3.7）的輸出端，當(dāng)負電荷識別PNP三極管的集電極有電壓時，示波器有反應(yīng)。

臨時接一個發(fā)光管串聯(lián)一個電阻到負電荷二級放大器的輸出端與地線之間，調(diào)整負電荷放大單元中的比較下偏可調(diào)電阻（圖2中的3.2）之值，觀察發(fā)光管發(fā)出的光亮，會隨著阻值的變化而變化，或用一個可調(diào)電阻接到負電荷識別PNP三極管的基極，調(diào)整這個可調(diào)電阻，發(fā)光管發(fā)出的亮光也會隨之而變化，如果不是，則可能是負電荷交連二極管（圖2中的3.6）未接上或焊反。

2、負電荷光量顯示部分的檢查。

將負電荷二級放大器的輸出斷掉，直接用電源接負電光量顯示一單元第一指示燈，此時所有的負電光量指示燈都發(fā)光，且負電光量顯示一單元第一指示燈發(fā)出的光最亮，以后逐漸減弱。如不正確，則可能是指示燈損壞，或指示燈極性焊反。

3、負電光標(biāo)及聲指示單元。

A、負電光標(biāo)及聲指示單元的基本功能檢測：斷掉振蕩器的輸出，用電源接一個電阻接負電光標(biāo)起動器一（圖2中的5.11）的同相端，此時負電語音指示一（圖2中的5.14）發(fā)聲，同時負電光標(biāo)指示一支路（圖2中的5.15）發(fā)光。

同理檢測負電光標(biāo)起動器二及其它負電光標(biāo)起動器。

B、負電光標(biāo)及聲指示單元的調(diào)試：將演示電阻接在地線與負電荷識別PNP三極管的基極之間，此時負電荷二級放大器（圖2中的3.7）有輸出，斷掉除第一組負電光量顯示單元之外的負電光量顯示單元，第一組負電光量顯示單元的輸出有電壓，查看負電光標(biāo)指示一支路是否發(fā)光，如果不發(fā)光，則調(diào)整負電光標(biāo)起動器一的上偏電阻（圖2中的5.12）或、負電光標(biāo)起動器一的下偏電阻（圖2中的5.13）的阻值，使負電光標(biāo)指示一支路（圖2中的5.15）發(fā)光，負電語音指示一（圖2中的5.14）發(fā)聲。

同理調(diào)試負電光標(biāo)起動器二及其它負電光標(biāo)起動器。

C、檢測互鎖功能：將負電荷識別PNP三極管的基極直接接地線，此時負電荷二級放大器（圖2中的3.7）輸出最高值，接上兩組負電光量顯示單元，查看負電光標(biāo)及聲指示單元，用電壓表測負電光標(biāo)起動器的輸出端，此時只是負電光標(biāo)起動器二有輸出，說明負電互鎖二極管一（圖2中的5.26）起作用。再接上一組負電光量顯示單元，查看負電光標(biāo)及聲指示單元，用電壓表測負電光標(biāo)起動器的輸出端，此時只有與第三組負電光量顯示單元的輸出有連接的負電光標(biāo)起動器有輸出，說明負電互鎖二極管未焊反或焊錯，當(dāng)所有負電光量顯示單元都連接上，此時只有最后一個光標(biāo)起動器有輸出，如不正確，則查看負電互鎖二極管是否漏焊或錯焊。

4、振蕩的檢測與調(diào)試。

將振蕩積分電容的或振蕩積分電阻的值減少，用示波器的熱端接振蕩器的輸出端，示波器有顯示，說明振蕩正確。

將振蕩積分電容與振蕩積分電阻的值調(diào)整到合理的值，用電壓表測負電光標(biāo)起動器與正電光標(biāo)起動器，在振蕩的一個周期內(nèi)的半個周期中，正電光標(biāo)起動器與負電光標(biāo)起動器均無輸出，如不正確，則是隔離二極管焊反或未焊好。

5、正電放大單元、正電荷光量顯示部分、正電光標(biāo)及聲指示單元與負電部分一致。