测速系统及测速方法技术方案

本发明专利技术提供了一种测速系统和测速方法，通过运动物体经过检测装置，将所述光波发射装置的光波发射或者反射到所述检测装置的光波接收单元，并通过检测装置的指示单元在光波接收单元接收到光波时发光，使运动物体在某时刻经过检测装置时的位置被实时记录下来。通过定距计时或者定时测距的测速方法以获得运动物体的速度。本发明专利技术实施例提供的测速系统及测速方法通过运动物体经过检测装置，检测装置的指示单元发光的方式，提高了测量时间和距离的精确性，测试效率高，能够得到的实验数据量大，测试方便简捷，测试范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及速度测量领域，具体而言，提供了一种测速系统和测速方法。
技术介绍
在物理实验室或者物理教学中，经常会对物体的运动速度或者加速度进行测量，以便于计算与速度相关的物理量。在教学活动中，施教者通过物理实验测得时间和距离，并计算出速度或者加速度，能给受教者更加直观和真实的观感，方便受教者进行思考和物理探索。然而，现有的实验教学中，对于速度的测量过程较为复杂，试验器具对于运动物体的瞬间运动位置难以捕捉，且计时数量、计时精度不足，最重要的是测量过程的直观性较差，导致无论从现象的观察还是对数据的归纳总结都很模糊，抽象规律的理解具有一定的难度，此外，现有的实验设备操作不便，往往需要耗费大量的时间和精力进行实验，从而导致实验使用效率不高，难以达到预期效果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供测速系统及测速方法，以改善上述的问题，使测速系统成为受教者的学具。为了达到上述的目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下所述：第一方面，本专利技术实施例提供了一种测速系统，用于测量运动物体的速度，所述测速系统包括处理器、至少一个光波发射装置和多个检测装置，所述多个检测装置沿所述运动物体的运动路径依次排列，所述处理器与所述多个检测装置均电连接，所述检测装置包括光波接收单元和指示单元，所述光波接收单元与所述指示单元电连接，其中，所述光波发射装置用于发射光波；所述光波接收单元用于在导通状态时接收所述光波发射装置发射的光波，所述指示单元用于所述光波接收单元在导通状态下接收到所述光波发射装置发射的光波时发出指示信号；所述处理器用于控制所述光波接收单元是否处于导通状态或者记录运动物体经过检测装置时所用的时间。进一步地，所述光波发射装置设置于所述运动物体表面。进一步地，所述光波发射装置的数量为多个，所述光波发射装置与所述检测装置的数量相同，一个所述检测装置与一个所述光波发射装置并排设置，所述光波发射装置与所述检测装置之间设置有用于阻挡所述光波接收单元直接接收所述光波发射装置发射的光波的挡板。进一步地，所述光波发射装置包括光波发射模块、第一电阻和第一电源，所述光波发射模块的一端连接所述第一电源，所述光波发射模块的另一端通过所述第一电阻接地，所述光波接收单元包括光波接收模块、第二电阻和第二电源，所述指示单元包括发光模块、可控硅、第三电阻和第三电源，所述光波接收模块的一端连接所述第二电源，所述光波接收模块的另一端通过二极管和第四电阻连接至所述可控硅的控制极，所述光波接收模块的另一端同时通过所述第二电阻接地，所述可控硅的正极与所述处理器和发光模块的一端均连接，所述发光模块的另一端与所述第三电源连接，所述可控硅的负极接地。进一步地，所述光波发射模块为红外发射管，所述光波接收模块为光敏二极管，所述发光模块为发光二极管。进一步地，所述测速系统还包括空气泵和用于放置所述运动物体的导轨，所述空气泵与所述导轨连接，所述导轨的表面开设有多个用于所述空气泵喷出的空气通过的通气孔。进一步地，所述测速系统还包括角度传感模块，所述角度传感模块设置于所述运动物体上，所述角度传感模块用于测量所述导轨倾斜角度的角度传感模块。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于定时测距的测速方法，应用于本专利技术实施例第一方面提供的测速系统，所述方法包括：将多个检测装置沿运动物体的运动路径按相等的距离放置；光波发射装置按照预先设定的时间间隔发射光波；指示单元控制接收到光波发射装置发射出的光波的光波接收单元点亮；获得运动物体运动的距离和时间，通过所述距离和时间进行速度计算以计算出运动物体的速度，所述时间和距离为任意至少两个点亮的光波接收单元之间的时间和距离。进一步地，所述运动物体倾斜放置，所述方法还包括：角度传感模块测量所述运动物体的倾斜角度；通过所述距离、时间和倾斜角度计算出所述运动物体的速度。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种定距计时的测速方法，应用于本专利技术实施例第一方面提供的测速系统，所述方法包括：将多个检测装置沿运动物体的运动路径按相等的距离放置；光波发射装置不间断地发射光波，光波接收单元一直处于导通状态；当运动物体经过首个所述检测装置时，所述检测装置的指示单元点亮，所述处理器开始计时；运动物体每经过一个所述检测装置，所述检测装置的指示单元点亮，同时处理器记录运动物体经过发出指示信号的检测装置时的时间；获得首个检测装置到选取的任一个发出指示信号的检测装置的距离及时间，通过所述距离和时间进行速度计算。本专利技术提供的测速系统和测速方法，通过运动物体经过检测装置，将所述光波发射装置的光波发射或者反射到所述检测装置的光波接收单元，并通过检测装置的指示单元在光波接收单元接收到光波时发光，使运动物体在某时刻经过检测装置时的位置被实时记录下来。通过定距计时或者定时测距的测速方法以获得运动物体的速度。本专利技术实施例提供的测速系统及测速方法通过运动物体经过检测装置，检测装置的指示单元发光的方式，提高了测量时间和距离的精确性，测试效率高，能够得到的实验数据量大，测试方便简捷，测试范围广。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例所提供的测速系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例所提供的测速系统的检测装置的结构示意图。图3是本专利技术实施例所提供的测速系统的结构示意图。图4是本专利技术实施例所提供的测速系统的检测装置的结构示意图。图5是本专利技术实施例所提供的测速系统的测速系统的电路结构示意图。图6是本专利技术实施例所提供的一种测速方法的流程图；图7是本专利技术实施例所提供的另一种测速方法的流程图。图标：检测装置110、光波接收单元111、指示单元112、挡板113、处理器120、光波发射装置130。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。教学活动中，对速度或者加速度进行测量时，需要使用各种各样的实验工器具，有利于教师的讲解，简化学生对知识点的理解过程，也有利于学生通过工具进行相关探索活动，从大量的实验数据中归纳现象的本质。然而，现有的实验器具，对于运动物体的瞬间位置难以捕捉和显现，且计时精度和数量不足，直观性较差，比如在定时测距试验中，现在一般采用打点计时器(或火花发生器)以一定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测速系统，其特征在于，用于测量运动物体的速度，所述测速系统包括处理器、至少一个光波发射装置和多个检测装置，所述多个检测装置沿所述运动物体的运动路径依次排列，所述处理器与所述多个检测装置均电连接，所述检测装置包括光波接收单元和指示单元，所述光波接收单元与所述指示单元电连接，其中，所述光波发射装置用于发射光波；所述光波接收单元用于在导通状态时接收所述光波发射装置发射的光波，所述指示单元用于所述光波接收单元在导通状态下接收到所述光波发射装置发射的光波时发出指示信号；所述处理器用于控制所述光波接收单元是否处于导通状态或者记录运动物体经过检测装置时所用的时间。

【技术特征摘要】
1.一种测速系统，其特征在于，用于测量运动物体的速度，所述测速系统包括处理器、至少一个光波发射装置和多个检测装置，所述多个检测装置沿所述运动物体的运动路径依次排列，所述处理器与所述多个检测装置均电连接，所述检测装置包括光波接收单元和指示单元，所述光波接收单元与所述指示单元电连接，其中，所述光波发射装置用于发射光波；所述光波接收单元用于在导通状态时接收所述光波发射装置发射的光波，所述指示单元用于所述光波接收单元在导通状态下接收到所述光波发射装置发射的光波时发出指示信号；所述处理器用于控制所述光波接收单元是否处于导通状态或者记录运动物体经过检测装置时所用的时间。2.根据权利要求1所述的测速系统，其特征在于，所述光波发射装置设置于所述运动物体表面。3.根据权利要求1所述的测速系统，其特征在于，所述光波发射装置的数量为多个，所述光波发射装置与所述检测装置的数量相同，一个所述检测装置与一个所述光波发射装置并排设置，所述光波发射装置与所述检测装置之间设置有用于阻挡所述光波接收单元直接接收所述光波发射装置发射的光波的挡板。4.根据权利要求1-3任一所述的测速系统，其特征在于，所述光波发射装置包括光波发射模块、第一电阻和第一电源，所述光波发射模块的一端连接所述第一电源，所述光波发射模块的另一端通过所述第一电阻接地，所述光波接收单元包括光波接收模块、第二电阻和第二电源，所述指示单元包括发光模块、可控硅、第三电阻和第三电源，所述光波接收模块的一端连接所述第二电源，所述光波接收模块的另一端通过二极管和第四电阻连接至所述可控硅的控制极，所述光波接收模块的另一端同时通过所述第二电阻接地，所述可控硅的正极与所述处理器和发光模块的一端均连接，所述发光模块的另一端与所述第三电源连接，所述可控硅的负极接地。5.根据权利要求4所述的测速...

【专利技术属性】
技术研发人员：白蝉恒，白茹玉，
申请(专利权)人：白蝉恒，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15