中學物理常見儀器的維護與維修

余少敏

關鍵詞：物理實驗;物理常見儀器;維護與維修

中學物理是以物理實驗為基礎的學科，物理實驗教學是中學物理的重要組成部分，是物理學研究的方法和手段，是提高物理教學效果的有效途經。通過學生實驗和教師的演示實驗教學，了解和掌握物理現象的規律，促進理論與實驗相互結合，同時也培養學生的科學態度和對物理科學的興趣及創造性學習能力。

物理實驗是以物理儀器為工具，通過物理儀器完成所研究的物理課題、規律。在物理實驗過程中，難免會發生儀器故障問題，出現問題能及時維修好是保證實驗正常開展的前提，也是實驗教師基本技能的要求。

現就中學物理常見儀器故障結合本人工作經驗，介紹一些維護與維修方法，以期拋磚引玉。

1 ?學生電源

學生電源在物理實驗中是最常用儀器之一，在力學、電磁學、光學三部分學生實驗中都要使用到。其工作原理是把交流220V電壓通過變壓器、整流電路和穩壓電路及保護電路轉化為低壓交直流電和穩壓電壓，提供給學生分組應用。

圖1是其簡單的工作原理圖。

其中7806T是6V穩壓塊，D7～D10是整流二極管（或整流塊），J1為繼電器，J2為干簧繼電器。

當出現短路等過載時，干簧繼電器J2動作，J2K閉合，繼電器J1線圈中通電，保護工作，J1K由常閉轉為斷開，切斷輸出，這是保護電路工作原理。

學生電源常見故障有如下幾點：

（1）指示燈不亮，保險絲斷：從電路圖上可知：可能故障：保險絲斷 變壓器內部短路。

（2）電源指示燈亮、無低壓交直流輸出。

可能故障：

①電源接線柱松動，可旋緊接線柱螺母。

②繼電器故障：首先可輕輕敲打繼電器，看能否恢復正常。若無法恢復，可用多用電表“Ω”檔檢查，正常時，常閉阻值為0，若為“∞”大，是繼電器常閉觸點氧化接觸不良，可用砂紙和酒精處理。也不排除繼電器與電路板焊點脫落的可能。

③干簧管本身故障：首先可輕輕敲打干簧管，看能否恢復正常。若無法恢復，可用多用電表“Ω”檔檢查，正常時，其阻值“∞”大，然后用磁鋼靠近干簧管，阻值變為0。若確系干簧管損壞，換新即可。此種情況伴隨過載指示燈亮。

④整流二極管擊穿，造成過載，保護電路動作，過載指示燈亮，無輸出。

除此之外，學生電源檔位旋鈕要經常檢驗是否松動。發現松動，應及時旋緊，否則學生在調節電壓時，會出現輸出電壓偏差不準，嚴重甚至燒壞實驗儀器，若電源檔位旋鈕上的白色指示標志已脫落不清，可統一用紅色或白色漆油上漆，同時注意電源線是否有破損、銅線是否有裸露現象，插頭是否完好，若發現問題，及時維修確保實驗安全。

2 ?電火花打點計時器

該儀器在高一年學生分組實驗中有4至5個實驗連續使用到，其故障率也是挺高的。主要故障有如下幾點：

（1）指示燈不亮：經檢查一般是電源開關故障，在實驗中由于學生常來回撥動開關，致使其開裂。一般用尖嘴鉗四周壓緊，讓它恢復原狀即可。若內部確已損壞，只能更換。同時，注意觀察其各腳焊點及附近線路板上銅板是否有開裂，若發現開裂，可用焊錫焊牢。

（2）打點不清，經查一般有如下問題：

①由于經常打點，碳針損耗緣故，碳針變短引起打點不清。可適當調高碳針高度，同時可用酒精擦凈圓盤上留下的碳粉。

②線圈內部部分短路打火，一般只能更換同型號線圈或用報廢的電火花線圈更換。

③兩只升壓二極管中的一只二極管損壞，升壓不足也可致打點不清。

（3）不打點，一般是升壓線圈開路或接頭斷開，升壓二極管、三級管、整流二極或升壓電路損壞也可致不能升壓，引起不打點。

由于該儀器使用頻率高，學生使用一段時間后，電源線在儀器出口處會出現破皮甚至裸露內部電線的問題，十分危險。我們一般在采購后使用前，用電焊鐵熱熔計時器電源線出口處的塑料成圓形孔，把該處電源線用絕緣膠布粘幾圈，再按原位置裝好，一般能保證較長時間安全使用。

電火花打點計時器在實驗過程若連續打點時間過長，極易發生故障。在實驗前，可在黑板上文字提醒：“為確保安全，每次打完點，應立即關閉電火花計時器。”，實踐證明：經這一提醒，實驗過程中計時器的故障率明顯下降，同時也培養學生安全用電意識。

3 ?多用電表

多用電表是比較復雜的專用儀器，主要用于測量電壓、電流、電阻，在學生分組實驗中，出現常見故障有如下幾點：

（1）檔位選擇不起作用：例如選擇電壓檔，不能進行電壓測量;選擇電流檔，不能進行電流測量。主要原因應該在于檔位轉盤，轉盤上金屬觸片彈性發生變化，與電路板接觸不良。維修此故障需打開多用電表，用沙紙打磨觸片及相應電路板，調節觸片角度，點滴縫紉機油防銹。在回安裝時，觀察轉盤旁的一根細導線是否有脫落;轉盤應按壓到位，保證觸片與電路板充分接觸;同時留意多用電表中的小彈簧和小滾珠，它們是易丟失小配件。

（2）在歐姆調零時，刻度盤上的指針指示晃動不穩，調零困難，其故障一般在于歐姆調零電位器上，是內部觸片接觸不良，可維修或更換。

（3）燒電路板，打開多用電表，發現電路板上有燒損痕跡。經分析，是由于學生操作不當，用電阻檔去測量高電壓（如市電壓）引起燒電阻。故障一般表現為：兩表筆接觸時，指針擺過零刻度（小于零）。因此，檢查時，只要兩表筆一合便知好壞，對于J0411型多用電表，一般是燒49.6Ω和5.51Ω兩電阻。把所燒電阻更換，多用電表可恢復正常。

4 ?彈簧秤測量誤差調整[ 1 ]

彈簧秤由于使用時間過長，在實際測量中會產生較大誤差。這時，需要對彈簧秤進行測量誤差的調整。

具體操作如下：

（1）可把彈簧秤豎直掛起并調零。

（2）在彈簧秤上加掛鉤碼，觀察讀數是否與鉤碼本身相同。

如果讀數偏小，由f=kx可知勁度系數k偏大。將彈簧上的三角鐵片向下旋轉，以增加彈簧的實際長度，使k減小。反之，如果讀數偏大，則可將三角鐵片往上旋轉。

（3）重復上面2操作，直至讀數與鉤碼相同為止。

5 ?螺旋測微器0點對不準[ 2 ]

常見修理：

（1）可用酒精清洗兩測量頭，清除小顆粒或污質造成的0點指示不準。若螺旋測微器有銹點，可用縫紉機油上油除銹。

（2）若0點誤差在5格以內，可微調標度筒位置解決。用小改錐擰松頂絲，用包裝盒內附有的專用扳手，轉動標度筒到相應位置。有時需反復調整幾次。

（3）若0點相差格數大于5格，應調整螺桿與微分筒的相對位置。

除此之外，在日常實驗教學工作中應做好儀器的維護工作，如靜電學儀器應保持在無塵、干燥的環境中，秒表（鐘）在每次分組實驗完回收儀器櫥之前應放松發條，讓秒表（鐘）自行走動至放松狀態;天平使用完后，要做好除塵清潔工作，特別是托盤上的灰塵，以及砝碼的干燥和上油工作。儀器存放需整齊，注意做好防潮、防銹、防腐蝕、防震、防火等工作，并注意經常檢查，確保儀器能正常使用。

參考文獻：

[1]徐興華. 物理測力計的調零[J]. 教學儀器與實驗，2002（2）：15.

[2]孫克文. 螺旋千分尺常見故障的修理[J]教學儀器與實驗，1997（8）：32-33.