本实用新型专利技术公开了一种带二维运动平台测量的水电比拟实验装置，包括模型池盆、测针以及与测针连接的水电比拟实验仪，模型池盆上设有导电的二维运动平台，二维运动平台上标有X轴标尺和Y轴标尺，测针安装在二维运动平台上并与二维运动平台电连接。将能导电的二维运动平台测量装置创新的应用于水电比拟实验装置中，割除了传统使用测针时的拖拽导线，实现无拖携导线，克服了拖拽导线容易浸水影响流场的问题，同时二维运动平台上标有X轴标尺和Y轴标尺，克服了手拿测针容易不垂直引起的测量误差的问题。本实用新型专利技术中，创新的应用了满度放大调节电路，本实验仪直接就能显示出测点的百分比的等势线值，无需人工换算。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及教学实验仪器领域，具体涉及一种无拖携导线的带二维运动平台测量的水电比拟实验装置。
技术介绍
水电比拟实验是传统的古典的实验内容之一。本实验是用电流流场来模拟渗流流场或层流流场的一种水电比拟实验，其实验原理是电场与渗流(层流)场这两种物理场可用同一形式的数学方程式来描述，即都为同一的拉布拉斯方程，方程的主变量流场是水头H，电场是电压V。该实验原理理论成熟，实验方法古典可信，实验目的是测量并绘制出模拟流场的电压V的10%、20%、……90%共9条等势线。传统的水电比拟实验装置由模型池盆、带拖携电线的测针、池盆透明底板下衬垫的方格毫米坐标纸、交流电压信号发生器以及万用电压表等组成。在模型池盆中，可放置不同实验要求的流场模型，模型边界用不透水的材料围护而成，根据边界条件，在边界上分别设置有高、零等电位汇流板，其他边界均为绝缘材料制作的不导电边界。传统上绝缘材料常用玻璃板、有机玻璃、沥青混合物、橡皮泥和绝缘漆等。在模型池盆的模型边界内有1-2公分的导电液，如自来水或淡盐水。在电位汇流板的高低端分别接上实验工作电压，为了防止汇流板极化，通常采用1000-2000HZ的高频交流电压，低端接接地的零电压，高端传统上常用1V电压，并将边界内的流场电压等势线分为以IV为间隔的1-9V的9条等电位线，以模拟流场的10%、20%、……90%的等势线。若工作电压不是10V，9条等电位线，电压值可能非整数值，给实验测量中带来不便。在流场中测量这些等电位线的时候，如用万用表测量，则把万用表的负端接在零电位的汇流板上，而用万用表高端测针垂直插入导电液中，移动测针寻找到需要的电压点，记下测针所指的池盆透明底板下衬垫方格毫米坐标纸上的坐标。每一条等电位线需要用如此方法测量近10个测点。再用一张按一定比例画有模型边界图的方格毫米纸，根据各测点坐标，按比例把测点标注在画有模型方格毫米纸的图上。将等电压的测点连成一条曲线，得出流场的等电势线。传统实验装置及其方法存在以下不足与缺陷:1、测量仪表需要散件配置，且缺少实验所需的1V音频信号发生器，近年来市场购置的所谓能输出音频1V电压的同类仪器，实际能输出最高电压仅为9V以下，很多万用表频率不响应，对使用者造成诸多不便。开发一款水电比拟电测仪电子产品，填补该领域的空白很有必要。2、传统实验装置，其测针都带有拖携式导电线，拖了一根长长尾巴，在池中测量时，一手拖携导线，一手拿住测针，在模型池盆中测量时移动寻点，既不方便，又因导线浸水或测针不垂直引起测量误差。用创新割除这条“拖携的尾巴”是实验者的愿望。3、传统实验装置中，用池盆透明底板下衬垫的方格毫米坐标纸作为测读坐标，实验中纵横坐标学生很容易读错。尤其作为一种教学实验装置，这种用方格毫米纸作为坐标纸，实在不够技术品位。很不受学生欢迎，常遭到师生埋怨。如能开发一种简易而实用的坐标测量体系，满足实验教学要求，是很有意义的。4、满度校验在实验过程中要多次进行，传统装置满度校验与调节不方便，若能增加满度校验调节功能，可为实验带来方便。
技术实现思路
本技术提供了一种带二维运动平台测量的水电比拟实验装置，将能导电的二维运动平台测量装置创新的应用于水电比拟实验装置中，割除了传统使用测针时的拖拽导线，实现无拖携导线，克服了拖拽导线容易浸水影响流场的问题，同时二维运动平台上标有X轴标尺和Y轴标尺，克服了手拿测针容易不垂直引起的测量误差的问题。一种带二维运动平台测量的水电比拟实验装置，包括模型池盆、测针以及与所述测针连接的水电比拟实验仪，所述的模型池盆上设有导电的二维运动平台，所述的二维运动平台上标有X轴标尺和Y轴标尺，所述的测针安装在所述二维运动平台上并与所述二维运动平台电连接。本技术中，采用导电的二维运动平台，割除了传统使用测针时的拖拽导线，实现无拖携导线，在二维运动平台上标有X轴标尺和Y轴标尺，可通X轴标尺和Y轴标尺直接准确地读取测针的位置。以下作为本技术的优选结构:所述的水电比拟实验仪，包括:信号发生器、放大电路以及交流电压表；所述的模型池盆上设有两个导电片，为第一导电片和第二导电片；所述的信号发生器的接地端一极与所述第二导电片连接，所述的信号发生器的另一极与所述第一导电片连接；所述交流电压表的接地测量端与所述第二导电片连接，所述交流电压表的另一测量端通过所述放大电路与所述测针电连接。所述的水电比拟实验仪，还包括:与所述信号发生器连接的数显频率表。用于测量其信号发生器的频率。所述的信号发生器可具体采用音频电压发生器。所述的交流电压表可采用带微电脑的交流电压表头。本技术水电比拟实验仪中，将传统放大电路用在水电比拟实验仪中，即将放大电路与带微电脑的交流电压表头组合，创新的应用了满度放大调节电路，并集成了信号发生器和频率测量表头，设计了一台专门的水电比拟实验仪。水电比拟实验目的是是测量并绘制出模拟流场的电源电压的10%、20%、……90%共9条等势线。因此，本技术的水电比拟实验仪不需要信号发生器输出电压是否标准ΙΟν，用电压表或电位计表去实测电压或电位，再人工算出10%?90%等势线值了，使用时，本技术水电比拟实验仪可通过放大电路将信号发生器输出电压调整到10v，再输入到带微电脑的交流电压表头中，然后在带微电脑的交流电压表头中设置好输入与输出显示10倍线性关系，即Ov— 0、5v-50、lOv-lOO，这样直接将交流电压表头变成一个专用的水电比拟实验流场等势线值显示表了，可直接测量显示出测点的百分比的等势线值，无需人工换算，方便在模型池盆中寻找10 %?90 %的等势线点，填补了水电比拟实验测量领域仪器的空白。所述的二维运动平台包括:固定安装在所述模型池盆两侧的两条Y轴导电滑轨、与所述两条Y轴导电滑轨滑动连接的两个Y轴导电滑块、安装在所述两个Y轴导电滑块上的X轴导电滑轨以及与所述X轴导电滑轨滑动连接的X轴导电滑块，所述的测针与所述X轴导电滑块电连接。所述的X轴导电滑轨与Y轴导电滑轨垂直。所述的Y轴标尺为两个，分别标在所述两个Y轴导电滑轨边上。所述的两个Y轴导电滑块上固定有测量桥，所述的X轴标尺标在所述测量桥上。通过上述的二维运动平台建立导电的二维运动平台，并合理设置X轴标尺和Y轴标尺。所述测量桥的两端连接有第一同轴双槽滑轮和第二同轴双槽滑轮，所述模型池盆上设有矩形排布的第一固定钉、第二固定钉、第三固定钉和第四固定钉，第一固定钉和第四固定钉对角分布，第二固定钉和第三固定钉对角分布，该矩形的相邻两边分别与X轴标尺和Y轴标尺平行，第一固定钉、第二固定钉、第三固定钉和第四固定钉与第一同轴双槽滑轮和第二同轴双槽滑轮通过第一轮滑线和第二轮滑线连接。所述的第一轮滑线的一自由端与所述第一固定钉连接，所述的第一轮滑线的另一自由端转绕过所述第一同轴双槽滑轮中的第一凹槽后再转绕过所述第二同轴双槽滑轮中的第一凹槽后固定在所述第四固定钉上；所述的第二轮滑线的一自由端与所述第二固定钉连接，所述的第二轮滑线的另一自由端转绕过所述第一同轴双槽滑轮中的第二凹槽后再转绕过所述第二同轴双槽滑轮中的第二凹槽后固定在所述第三固定钉上。上述结构能够保证测量桥的平行移动，保证测针显示准确的位置。与现有技术相比，本技术具有如下优点:1、将能导电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带二维运动平台测量的水电比拟实验装置，包括模型池盆、测针以及与所述测针连接的水电比拟实验仪，其特征在于，所述的模型池盆上设有导电的二维运动平台，所述的二维运动平台上标有X轴标尺和Y轴标尺，所述的测针安装在所述二维运动平台上并与所述二维运动平台电连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毛欣炜，毛根海，
申请(专利权)人：浙江大学，杭州源流科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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