上海创造：DIS电磁定位板结构及工作原理

1.DIS电磁定位板的结构

如图3—12—2所示，DIS电磁定位板由定位板和信号源组成。

（1）定位板

定位板（包含网格状线圈阵列、数据采集器和USB接口）由槽型框架支撑。

（2）信号源

追求完美与殊途同归：

在对“π系统”的点评之中，我们谈到了研发中心的自我否定，以及通过不间断的自我否定，从而确立新的研发目标，迫使我们自己不断向前的真实经历。而研发中心为什么不断地自我否定呢？答案是—追求完美。在我们的研发团队心目中，仪器设备的不完美就是实验的不完美，就是教学过程的缺憾和学生的损失。我们不能容忍这种缺憾和损失，所以逼迫自己不断寻求新技术和新的实验解决方案。在这一过程中，有多个殊途同归的案例，比如π系统、分体式位移传感器和光电数码轨道，比如二维运动实验系统与电磁定位板—魔板。你可以说我们是重复了一个课题的研究，但每一个新的成果毕竟都是独立的，都能支持极具特色的实验。比如，同样是研究二维运动，二维运动实验系统在“单摆实验”中表现优异，而电磁定位板在“斜抛运动”“圆周运动投影”“伽利略理想实验”“机械能守恒”等实验中的表现就要好过二维运动实验系统。因此说殊途同归也不完全准确，也许“群峰竞秀”这一表述更为到位。(www.xing528.com)

图3—12—2　DIS电磁定位板结构图

信号源为圆柱体（外径30mm，厚20mm），由塑料外壳（顶盖+底座）、3.7V可充电锂电池、振荡电路、磁芯线圈构成，外壳上设有开关和充电接口。信号源能够通过振荡电路连续发射200kHz的电磁波，可被用作抛体运动及其他二维运动实验的研究对象。

2.DIS电磁定位板的工作原理

当信号源靠近定位板运动时，板内的线圈阵列会产生感生电动势。测量电路通过检测感生电动势信号峰值，可建立信号峰值与产生该信号峰值的线圈之间的对应关系，从而在水平和垂直方向上确定信号源的位置。通过USB接口将上述定位结果上传至计算机，即可由计算机上运行的软件实时描绘出信号源的运动轨迹。

DIS电磁定位板的具体参数如下：定位范围，578mm×330mm；采样频率：最高200Hz/s；定位精度，小于1mm。

按照上述工作原理，只要将DIS电磁定位板进行垂直或水平定位并连接至计算机，打开信号源的电源开关，使其在规定的距离之内靠近电磁定位板运动，即可获得信号源与电磁定位板之间的相对位置，并对其运动规律进行研究。