第八届全国青少年发明创造比赛作品荟萃

编者按：为了进一步推动以青少年为对象的科学技术普及工作，培养青少年热爱祖国、崇尚科学、追求真理的人生观，由全国青少年科技活动领导小组和国家自然科学基金会共同主办的第八届全国青少年发明创造比赛和科学讨论会、第一届全国少年儿童科学幻想绘画展览于1996年8月8日～12日在天津隆重举行。来自全国30个省市和香港地区代来团的245项优秀发明创造、145篇论文和615幅科学幻想画参加了本次比赛和展览。电子技术的广泛应用在参展作品中有出色的表现，许多作品实用价值高，可推广到生产、生活的很多领域。为了向社会各界展示青少年电子科技活动的成果，给广大青少年提供一次相互支流和学习的机会，以促进电子技术的普及与应用，发现、培养和造就更多的电子科技人才，我们特别从各省的参赛作品中荟萃了电子类的优秀发明创适，以飨广大青少年读者、家长和教师。

（北京市电子工业学校 冯丽 辅导教师 孙心若）本发明采用模糊技术，用单片机产生钢琴的基准音律，再去检测所调律的钢琴，精确地再现专业调律师协和纯正的调律效果。

其原理是：利用机内预制的锯齿波对由传感器得到的钢琴音频信号进行扫描，根据同步情况确定音准误差极性（正负）及大小。可达到分辨出0.43音分的效果。对于差拍音（活范音）用示波调律法能观测到传统校音器无法检测出来的拍音。

本仪器所用传感器可以是声音传感器或振动传感器，用振动传感器时连一金属小钩到钢琴弦琴枕处，既不影响琴弦振动，还能避免其它弦振动的影响，特别是环境噪声的影响，这是本钢琴调律传感器的一大特征。把它置于喉头，还可检测人声的音准。

（新疆克州农校园艺专业班 阿木提江）自动喂畜机由电子控制电路和机械传动两部分组成。其工作原理是：先在饲料斗里加上适量的饲料，当饲料漏在饲料输送机的传送带上时，传送带向着有料槽的一方转动，在输送机的带动下，将饲料均匀地洒在料槽里。当输送机走到左端时，碰触左外形架上的开关，使继电器电路吸合，这时就改变了输送机上电动机电流的方向，电动机反转，输送机走回到右端。反之亦然。循环往复几次后，料槽就加满了，这时由于重力增大，使料槽底部的弹簧开关断开，整个电路断电，料车停止加料。随着牲畜吃料，料槽内的饲料逐渐减少，当减少到一定程度时，弹簧开关接通电路，料车又继续加料。由于各畜种喂养相隔的时间不同，可在控制电路里接入一个可调钟控器来定时自动加料。

（北京石油大学附中 章谦 辅导教师 沈长生）用传统方法测晶体管极性需要用万用表测六、七次甚至十几次，才能判断出该晶体管是PNP型还是NPN型，以及管脚E、B、C的位置，非常麻烦且容易弄错。本仪器利用环型振荡器、光电耦合器及数显技术，免去了用万用表测试时需反复改变表笔变换电源的烦琐操作。使用时只需将晶体三极管的三个管脚任意插在仪器插座上，按三个开关即可迅速显示出晶体管极性和基极位置，然后测试仪利用测量晶体管直流放大倍数的方法进而判断和显示出晶体管的C、E位置及直流放大倍数。故称之为“傻瓜”晶体管测试仪。

该仪器有较强的再扩展性，稍加变化可制成一台综合测量仪。

（河南省鹤壁市矿务局中学 杜海飞 辅导教师 谢义宏）目前，各种太阳能热水器广泛应用于家庭，给家庭带来许多方便。但热水器多数装于楼顶，在使用时水满不易察觉。虽可装回水装置，但需增加一倍长的回水管，且人在隔室仍不易察觉。本报警器利用水的导电性对太阳能热水器进行音乐溢水报警。

报警器由三合板、饮料桶、漏斗、胶管、报警盒，防雨罩等组成。使用时，漏斗接在自来水管上易于加水，报警盒装在室内合适的位置，防雨罩用于防雨无误报。当热水器内水面超过报警线时将启动室内的报警盒发出音乐报警，提示用户停止加水。另外，为防止溢水触点的氧化，采用镀银线或加焊镀银片，以保证报警的可靠性。

（四川省成都市锦江中学 刘若愚 辅导教师 刘明荣 米彦生）此实验新装置主要由振源机构、张力机构、弦线及背景屏幕组成。用于研究驻波的成因及影响驻波的参数。由于振源采用微电机加偏心块使弹簧钢片作受迫振动，并利用自制的电位器使受迫振动的频率随偏心块策动力的频率变化而变化，实现了振动频率连续可调。且频率稳定，振动能量大。张力机构用弹簧秤提供弹力，亦连续可调。传播振动的弦线采用经特制的弦线，由它产生的弦波清晰、稳定、振幅极大。

此装置稍加改进可演示波的反射、绕射、干涉、衍射等现象，还可进行偏振实验。

（广东省东莞市常平黄水职业中学 殷洪波 辅导教师 王功学）本发明能明显增强音叉共鸣实验的效果。原理如下：音叉本身为铁磁性材料，具有一定的剩磁，一旦振动起来，能产生两种信号：一是声信号，连同噪声一起可被人耳听见；二是磁信号，它的频率与共鸣声相同。用一个类似磁头的线圈靠近起振的音叉，就能检拾磁信号，经音频放大输出，可得到明显的实验效果。其优点是避免了直接听声音信号时环境噪声的引入。我们用一个带铁芯的线圈装进动圈式话筒中（除去原有部分），成为一个独立小巧的电磁传感头。使用该装置靠近共振音叉时不会改变其原有的物理特性，效果清晰明显。

（海南省临高县和舍中心小学 符子灵 辅导教师 符学宏）废灯管复明器，能使完全烧断灯丝的日光灯管在灯管不漏气、老化不太严重的情况下继续发光。使用方法如下：

1．把灯管两端的灯丝引线柱分别用铜丝短接后，装回原灯管架。

2．取下原启动器，将“废灯管复明器”插入原启动器的位置，通电后，废灯管便能发光。

（贵州省贵阳市第六中学 陈泉）该发明是一种新型的机械转速测量仪器，其测量原理与传统的离心式转速仪截然不同。它利用线圈中的感应电动势与转速成正比，用感应电压驱动电表，然后通过特定刻度读出转速。由于该转速仪主要由电子元件构成，其造价远低于纯机械构造的离心式转速仪，且免除了离心式转速仪所需的一切维护保养手续，工作时亦不需要电源。

该仪器以“转／秒”为单位，提高了测量精度，其所能测试的最高转速为100转/秒，即6000转／分。可用于机械制造、机械维修、机械检测和科学研究中需要掌握机械实际转速的场合。

（西藏拉萨中学 周贤禄 辅导教师 黄毅）本发明利用西藏地区太阳能资源非常丰富的特点，在普通应急灯上加装了一块太阳能电池板和一套过保护电路（抑制过放电）作成了太阳能学习灯。此灯还可向外提供低压直流电流，供“随身听”或电子实验用。

该灯电路由太阳能电池组、电瓶蓄电电路、抑制过放电电路、高频点灯电路、稳压电路等几个部分组成。

针对西藏的环境、气候特点，该装置还附有一个微型风力发电机，以便在阴天时供电瓶充电用。

（湖北省武昌实验中学 廖垚 辅导教师 周庆林）一般的亚超声遥控器无定时控制功能，只能作为某工序的直接启动或结束的控制。此发明一改过去亚超声遥控器功能单一的缺点，应用内插式组合创造法，将定时器有机地组合进亚超声遥控器中，使之不但具有亚超声遥控启动、停止功能，还能进行定时控制。

该新型定时遥控器适用于有毒、有害、危险、水下或人不能到达的场合的工序控制。

（上海市嵩山中学 王森荣 辅导教师 王德庆）许多家用电器都采用三芯插头，需用户安装接地线才能确保用电安全。本发明能使普通的没有接地线的两芯插座具有三芯插座的功能。它输入端采用两芯插头，输出端采用三芯插座，内有电子探测器与接地孔相连。当电器正常工作时，插座绿色指示灯亮，表示有220V电压输出，一旦电器外壳带电，被电子探测器接收，立即自动切断电源，此时红色指示灯亮，表示电器漏电，保证了用电安全。

与普通漏电保护器相比，本品的优点是人体还没接触带电体，电源已被切断，当电子探测器探得1mA电流时即能作出反应，因而更安全、更灵敏。

（福建省福州市第一中学 林凯 辅导教师 严能和）该机是为业余无线电通信设计的。它巧妙地运用石英晶振和平衡混频器的特性，获取极稳定的7.05MHz信号，信号纯净单一，经一系列良好的放大、滤波后，输出功率达2W。通信的方式为等幅电报（CW）。在实际联络中，曾经从福州通达南京、北京、济南等国内城市和日本的东京、横滨等地。回报信号大多为“599”，即信号很强、清晰可辨、音调均一。该机设计合理、电路简单实用、调试方便，还配备了石英晶体插座、延时天线开关。功率指示、假负载等附属电路。

（黑龙江省八五一零农场场直小学 李明磊 辅导教师 杨柏丽）高压灭鼠器工作原理是：当老鼠站在金属板上偷吃诱饵时，触动与诱饵相连接的微动开关，使开关闭合，这时触点常开继电器线圈得电，将高压线圈电路接通，产生高压电，将站在金属板上的老鼠击死，同时也接通闪光继电器，灯泡不断产生亮光，告知人们已将老鼠击死。

（宁夏青铜峡市第一中学 殷刚 辅导教师 倪连吉 祁学明）用电子表做信号发生器，把与待测电容连接的测试插头插入测试孔，实际上就把待测电容串入了语音回路中。根据电子表发音音调的变化来判断电容容量，根据声音的有无判断电容的通断。本装置没有放大电路，对于容量在600pF以下的瓷片电容测量时声音很小，须放在耳边倾听。

（山东省莱芜市第十七中学 邹梅花）电磁感应和电动势的演示实验结构如下：相同的螺线管、条形磁铁、螺旋弹簧各两个。在悬于铁架台上的两弹簧下分别悬挂磁铁，使其能在螺线管内上下自由运动。将两个螺线管串接起来，这样给螺线管加交流电压或串接灵敏电流计就可进行电磁感应和电动势的演示。此作品使抽象的原理变得直观、形象，有利于激发学生的创造性。该实验演示使理论联系实际，验证了电磁感应现象和电动势的存在。

（河南省内黄县一职高 王利刚 辅导教师 张文有）该发明克服了普通电笔在强光下不易识别和功能单一的缺点，巧妙地运用电子技术，制成了具有声光同时指示功能和多种测试功能的新型验电笔。其主要功能有：

1．直接接触市电电源，可分清零、火线；

2．直触单股包皮线，可确认线路是否通电；

3.测二极管好坏；

4．测电容器好坏；

5．查找中断导线的断处；

6．查不带电导线是否中断。

适用范围：15V～500V

（山西省太原市古交市河口中学 侯小丽 辅导教师 张三霍）该装置是针对普通防盗门的缺点和犯罪分子的不同作案手段而制作的一种防盗报警系统。它合理、巧妙地利用物理学中有关电和磁的知识进行设计，较普通防盗门更科学、更先进、更安全。

整个装置是由电磁继电器、报警器组成的一个并联电路，用八节干电池供电。对犯罪分子用金属利器撬门、防造钥匙、用力撞门等有敏锐的反应，切实可靠地提高了保险性能。如果左邻右舍都装上报警器或与公安局联网，将大大提高安全性，做到高枕无忧。

（甘肃省酒泉市职业高中 6忠 辅导教师 郭会军）自动给水设备安装在公共厕所门上。白天，控制电路工作，电磁阀在有人来时打开，人走关闭，实现自动供水的功能。晚上光控部分同时工作，使电灯有人来时开，人走时关闭。既节水又节电。

该设备的电子控制电路由四部分组成：

1．声控电路：用来控制电磁阀和电灯工作。

2.光控电路：其作用是使电灯白天不亮。

3．数控电路：用来控制电磁阀电灯启动和关闭。

4．延时电路：用来控制供水时间和开灯时间。

（湖北省武昌实验中学 廖垚 辅导教师 周庆林）此发明是一种新型的高液压灵敏传感器。它由“U”型塑料管、管内浮子磁铁、管外传感电路和恒温罩组成。“U”型管与高液压相连，管内封闭有一段气柱，其压强受高液压控制。据玻意耳—马略特定律，封闭气柱的长度与高液压的大小成反比。当高液压发生变化时，管外传感电路通过气柱长度的变化可灵敏传感高液压的大小，进行同步监测和控制。

该传感器可用于解决高楼水箱自控泵水问题。

（辽宁省沈阳市外贸学校 徐光 辅导教师 文中强）目前，普通电脑的键盘布局不合理，容易造成手腕和臂部肌肉疲劳、神经紧张。为解决这一问题，特设计发明了此键盘。它具有以下特点：

1．由原来的平面形改成阶梯形；

2．由原来的直线形改成曲线形；

3．左手区和右手区界限分明。

该键盘按键排列合理，长时间操作不累，利于盲打提高速度。

（内蒙古包头市青岖二机三中 李铮 辅导教师 丁昕）本发明给现行JIZ-13型手电钻安装了两面水准镜和一把深度尺，从而大大扩展了手电钻的功能。普通手电钻在水平面上钻出符合精度的孔几乎是不可能的。利用本手电钻，在规定孔的深度、规定手电钻与水平面的角度的情况下，就能保证所钻出孔的误差在2°以内。

（安徽省蚌埠市第十二中学 曹亮 辅导教师 金燕）该插座利用通常所用规格的扁形方盒，在盒内装一φ5mm的槽板框，槽内分别装有两个φ4mm钢珠和两个附加弹簧，盒内两侧装有两个长20mm三角形铜片。一般片型插头都有两个孔，插入本插座时，被在两侧弹簧弹力下的两个钢珠分别卡住，与铜片紧密接触，插头既不易脱落，更不会产生接触不良影响电器的正常运行。插座中的三角形铜片内芯是为圆柱形插头设计的。

（天津 封琢）三相四线供电线路中，由于种种原因发生断零事故时，若三相负载不平衡，会出现有的相电压升高，有的相电压降低的现象，一旦超过安全界限，就会造成大范围的用电器烧毁，并可能引起火灾，给国家和个人造成巨大的经济损失。本装置可监控三相四线供电状况，在出现上述情况时及时切断供电，有效地避免各种损失。

（青海省湟源县城关第三小学 彭亮 辅导教师 杨锦琴）此发明用于增强青少年对不同国家的国花的了解和记忆，结构简单，使用方便。其外形为一个长方形盒子，左边标有国名，右边标有花名，在盒子内部用导线联接相对应的国名与花名，盒子下面引出两根导线。使用时，把其中一根对准国名，另一根对准花名，如果某个花名正好是所指国家的国花，盒子上方的小灯就会发亮。

（青海省西宁市水井巷小学 赵邦宁 辅导教师 赵永来）该发明可以用于家庭、餐馆、食堂等场所，以机器代替人工捣蒜，省时省力，方便实用。它运用机械运动和机械压力的原理，由电动机、齿轮、齿轮固定架、捣蒜杆、蒜窝和固定架底座等主要部件组成。同时，该捣蒜器还可以改制成磨刀机、机器玩具汽车等。

（西藏拉萨中学 周贤禄 辅导教师 黄毅）该发明以音乐声来替代普通测电笔的光显示。内部采用了音乐集成电路和压电陶瓷。它用探针在导线周围检测交变磁场信号，经过三极管放大后驱动音乐IC所连接的压电陶瓷片发声，用以判断导线的带电情况。它克服了普通的测电笔和感应式测电笔在光线较强环境中显示不明显的缺点。

（湖南省株州市第二中学 刘金石 辅导教师 张天如）本发明是一种随机的电话密码开关（组）。它由若干个二极拨动开关排列组合而成。实际应用时，只要将该开关盒的两根引出线串联到电话机内的拨号器上，即可有效地控制外拨电话通断。向外拨打电话时，需先将密码开关的拨动开关置于正确的位置，否则电话无法拨出。当有外线电话打入时，无需拨通开关即可受话。

这次大会香港地区也拿出了作品。这个设计（设想）大胆新颖，很有创意。当火山喷发时，会有大量岩浆喷出，为防止其危害，通过耐高温的导流设备把岩浆引入山下的储存池中，避免了岩浆的扩散。为了更好的说明其设计构思，香港参赛队员们用美国Autodesk公司的三维动画制作软件3Dstudio制作了逼真的演示，模拟演示了从火山喷发到岩浆引流入池的全过程。（本刊记者）

（辽宁省沈阳市第二十六中学 李胜男 辅导教师 李沂）传统的书法描影练习需用虚线字型练习本，初学者在格内按线运笔。而练习本的价格每本在1元以上，长期练习耗资大。

为解决上述问题，根据凸透镜成像的原理，仿照幻灯机或放大机的结构，用台灯作光源，制作成该练字投影仪。使用时，将用多功能复印机印好的书法描影练习胶片放在灯下，上面的文字被投影到桌面的白纸上，按投影进行描影练习。

用该练字投影仪还可将图画制成胶片进行描画描图练习。

（广东省广州市第五中学 江永权 辅导教师 苏培智）普通电表的指针利用通电线圈在磁场中发生偏转的原理指示电流大小。本发明将一系列发光二极管排成扇形，用发光的二极管组成的“光针”代替传统的偏转指针，特别适用于定性研究电磁感应、自感、互感、电磁振荡等现象。它具有以下特点：

1．直观、可见度高。

2．灵敏度高。仅用一匝线圈演示电磁感应现象，光针即可满偏。

3．反应速度快。用光针取代机械式指针，无机械惯性，对快速变化的微弱电压，频率较高的交变电压、脉冲电压均能显示。

4．使用安全灵活，不怕过载。使用时该电表既可与信号源串联，也可以并联，不用换档，在很大范围内不怕过载。

另外，用该电表还可进行“隔直取交”测试，研究自感现象尤为方便。

（吉林省吉林师范学校 鞠明 辅导教师 赵清文）该作品电路由高阻测试、低阻测试、显示报警、电源加热四部分组成。可以测量导体导电、半导体的单向导电特性、正温度系数电阻、光敏材料特性等。还能进行人体电阻测试、蒸馏水及普通水检测、绿色植物叶片电阻的测试。若与其他教学仪器连接，还可组成较大的教学演示系统。该测试仪是对传统分离式教学测试对比效果不突出的一种改进，能激发、强化学生的记忆。