多功能物理教学用综合实验系统

摘要

多功能物理教学用综合实验系统，涉及光机电一体化技术领域。它为了解决传统的水流光实验系统水流波动大，导致观看不到清晰的全反射光路，且功能单一，只能做水流光实验的问题。本发明的光耦和测距仪探测水杯内的水位，计算机根据水位的高低通过微控制器控制水泵系统的工作状态。当水位低于设定高度时，水泵系统正向抽水，当水位介于设定高度和警界高度之间时，水泵系统停止工作，当水位达到警界高度时，水泵系统反向抽水，激光入射至水流内发生全反射。本发明能够使水杯的水位稳定在设定高度上，因而能够观察到清晰的全反射现象，且能够用于光导声和其他实验。本发明适用于物理教学实验。

主权项

多功能物理教学用综合实验系统，其特征在于：它包括水槽(1)、潜水泵系统(2)、水杯(3)、光耦(7)、超声测距仪(8)、计算机(9)、微控制器(10)、激光器(11)、声音发射装置(12)、放大电路(13)和声音接收装置(14)；所述潜水泵系统(2)与水杯(3)位于水槽(1)内部，水杯(3)的侧壁上设置有进水口和出水口，所述潜水泵系统(2)的出水口与水杯(3)的进水口连通，光耦(7)通过连接装置与水杯(3)的杯盖固定连接，所述光耦(7)固定在所述连接装置的下端，所述连接装置的上端固定在水杯(3)的杯盖的下表面，所述光耦(7)的高度高于水杯(3)的出水口，超声测距仪(8)固定在水杯(3)上方，激光器(11)输出的激光沿水平方向传播，所述激光穿过水杯(3)的侧壁并从水杯(3)的出水口出射；潜水泵系统(2)的第一控制信号输入端通过蓝牙与微控制器(10)的第一控制信号输出端无线连接，潜水泵系统(2)的第二控制信号输入端通过蓝牙与微控制器(10)的第二控制信号输出端无线连接，潜水泵系统(2)的第三控制信号输入端通过蓝牙与微控制器(10)的第三控制信号输出端无线连接，潜水泵系统(2)的第四控制信号输入端通过蓝牙与微控制器(10)的第四控制信号输出端无线连接，所述微控制器(10)的摄像控制信号输入端通过蓝牙与计算机(9)的摄像控制信号输出端无线连接，微控制器(10)的水位信号输出端通过蓝牙与计算机(9)的水位信号输入端无线连接，微控制器(10)的水位控制信号输入端通过蓝牙与计算机(9)的水位控制信号输出端无线连接，声音发射装置(12)的声音信号输出端连接放大电路(13)的声音信号输入端，所述放大电路(13)的声音信号输出端连接光耦(7)的声音信号输入端，所述光耦(7)的信号输出端连接微控制器(10)的警界水位信号输入端和声音接收装置(13)的声音信号输入端，超声测距仪(8)的水位信号输出端连接微控制器(10)的水位信号输入端，所述超声测距仪(8)用来测量水杯(3)内液面的高度。