本实用新型专利技术属于仪器测量技术领域，具体涉及一种可自动精准测量调节摆长的重力加速度自动测量装置。装置通过操作面板上的各个按键设置摆长、摆动次数参数值，由第一直流电机驱动丝杆传动，带动T型滑动台上下移动进行摆长的调节控制。XY双轴滑台滑座上附着一电磁铁固定于小球一侧，控制电磁铁通电吸附小球，由第二直流电机的传动使XY双轴滑台移动，调节小球到指定角度位置，以精确控制摆角消除圆锥摆，断电后释放小球。激光测距传感器固定于T型滑动台前端，红外线传感器固定于小球平衡位置时的正下方，分别用信号传输线与控制器连接，通过可编程控制系统进行数据处理与控制，并将摆长、摆动次数、摆动周期和重力加速度值显示在液晶屏上。液晶屏上。液晶屏上。
【技术实现步骤摘要】
一种重力加速度自动测量装置
[0001]本技术属于仪器测量
，具体涉及一种可自动精准测量调节摆长的重力加速度自动测量装置。
技术介绍
[0002]重力加速度的测量是物理实验中最基本的一个力学实验，对重力加速度的研究和精确测量可以在地质勘探、地震研究、国防建设等领域发挥巨大作用。单摆法是常用的一种测量重力加速度的实验方法，利用单摆周期公式，在测得小球摆动周期 T 和摆长 L的条件下，可以求得重力加速度 g。然而，现有的单摆法测重力加速度实验仪器中单摆的摆长是固定不变的，摆长由米尺手动测量得到；且使用手动释放小球，摆角无法精确控制，容易出现圆锥摆的现象，存在操作繁琐且误差较大的问题，无法满足物理实验操作简便、结果精确的要求。如何能精确、简便、快速、自动控制测量重力加速度成为解决问题的关键。
技术实现思路
[0003]本技术的目的为解决上述存在的缺陷问题，提供一种重力加速度自动测量装置，可自动测量调节摆长、精确控制摆角、自动测量显示摆动周期和重力加速度值，操作简便，可节省实验时间和提高测量精确度。
[0004]本技术包括第二直流电机、第一直流电机，所采用的技术方案在于：以丝杆、光轴滑轨、下底座、上顶座构成装置的主体支撑结构，丝杆和光轴滑轨上设有T型滑动台，T型滑动台前方装有激光测距传感器，T型滑动台下方装有量角器，丝杆下方装有通过联轴器传动连接的第一直流电机，T型滑动台中心穿过一连接小球的细线，小球一侧设有固定在XY双轴滑台上的电磁铁，XY双轴滑台装有通过联轴器传动连接的第二直流电机，小球下方装有固定在下底座上的红外线传感器，红外线传感器和激光测距传感器分别由信号传输线与自动测量显示控制器连接。
[0005]上述技术方案中：所述丝杆和两根光轴滑轨分别穿过T型滑动台并与其连接，丝杆下端通过菱形轴承固定座固定在下底座上，上端通过菱形轴承固定座固定在上顶座上，两根光轴滑轨各由两个固定座固定在下底座与上顶座上。
[0006]所述激光测距传感器正下方安装有用于反射回激光的激光反射板，激光反射板固定于光轴滑轨上，激光反射板上表面高度与小球中心高度一致。
[0007]构成单摆的小球与一根细绳下端连接，细绳上端穿过T型滑动台中心固定在上顶座上。
[0008]所述电磁铁固定于XY双轴滑台的滑座上，由外接电源给XY双轴滑台一端固定的第二直流电机和电磁铁供电。通过电磁铁开关控制电磁铁通电吸附小球，由第二直流电机传动使XY双轴滑台移动，调节小球到指定角度位置，以精确控制摆角消除圆锥摆，断电后释放小球。
[0009]所述自动测量显示控制器上方安装操作面板，操作面板上设置有液晶显示屏、电
磁铁开关、T型滑台速度旋钮、上升按钮、下降按钮、XY滑台速度旋钮、前进按钮、后退按钮和四个参数设置按键（“复位”、“设置”、“加”、“减”），显示屏嵌入操作面板中，其上表面与操作面板平行。
[0010]本技术的有益效果在于：通过上述这样一种整体设置，所构成的装置在使用时，与其他单摆法测重力加速度实验仪器相比，它能够通过按键设置摆长值实现摆长自动调节，也可以通过上升、下降按钮和T型滑台速度旋钮实现摆长精确连续多次可调，可方便研究摆长对实验结果的影响，有助于提高学习兴趣，培养分析研究问题的能力。运用XY双轴滑台和磁吸附小球能够精确控制摆角和小球释放的位置，避免了出现圆锥摆，提高了实验的测量精度。利用了红外线传感器感应小球摆至最低点的次数，避免人工观测小球摆动时产生的误差。能够自动测量并显示摆长、全振动次数、振动周期和重力加速度值，自动化程度高,操作简便,数字化显示实验数据，实验人员能直观简便的观测数据的变化，节省实验时间。本技术具有较广的适用性，较强的可靠性，具有推广价值和前景。
附图说明
[0011]图1为本技术结构示意图。
[0012]图2为本技术局部放大示意图。 图3为本技术自动测量显示控制器操作面板示图。
[0013]图4为本技术控制器原理框架图。
[0014]图中：1、丝杆，2、光轴滑轨，3、激光测距传感器，4、T形滑动台，5、量角器，6、XY双轴滑台，7、第二直流电机，8、电磁铁，9、激光反射板，10、小球，11、红外线传感器，12、下底座，13、第一直流电机，14、上顶座，15、自动测量显示控制器，16、电磁铁开关，17、T型滑台速度旋钮，18、上升按钮，19、下降按钮，20、XY滑台速度旋钮，21、前进按钮，22、后退按钮，23、参数设置按键。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和实施例对本技术作进一步详述。
[0016]由图1、2、3、4所示：以丝杆1、光轴滑轨2、下底座12、上顶座14构成装置的主体支撑结构，丝杆1和光轴滑轨2上设有T型滑动台4，T型滑动台4前方装有激光测距传感器3，T型滑动台4下方装有量角器5，丝杆1下方装有通过联轴器传动连接的第一直流电机13，T型滑动台4中心穿过一连接小球10的细线，小球10一侧设有固定在XY双轴滑台6上的电磁铁8，XY双轴滑台6装有通过联轴器传动连接的第二直流电机7，小球10下方装有固定在下底座12上的红外线传感器11，红外线传感器11和激光测距传感器3分别由信号传输线与自动测量显示控制器15连接。
[0017]具体实施方案时，所述丝杆1和两根光轴滑轨2分别穿过T型滑动台4并与其连接，丝杆1下端通过菱形轴承固定座固定在下底座12上，上端通过菱形轴承固定座固定在上顶座14上，两根光轴滑轨2各由两个固定座固定在下底座12与上顶座14上。
[0018]激光测距传感器3正下方安装有用于反射回激光的激光反射板9，激光反射板9固定于光轴滑轨2上，激光反射板9上表面高度与小球10中心高度一致。
[0019]构成单摆的小球10与一根细绳下端连接，细绳上端穿过T型滑动台4中心固定在上
顶座14上。
[0020]所述电磁铁8固定于XY双轴滑台6的滑座上，由外接电源给XY双轴滑台6一端固定的第二直流电机7和电磁铁8供电。通过电磁铁开关16控制电磁铁8通电吸附小球10，由第二直流电机7传动使XY双轴滑台6移动，调节小球10到指定角度位置，以精确控制摆角消除圆锥摆，断电后释放小球10。
[0021]自动测量显示控制器15上方安装操作面板，操作面板上设置有液晶显示屏、电磁铁开关16、T型滑台速度旋钮17、上升按钮18、下降按钮19、XY滑台速度旋钮20、前进按钮21、后退按钮22和四个参数设置按键23（“复位”、“设置”、“加”、“减”），显示屏嵌入操作面板中，其上表面与操作面板平行。
[0022]具体实施时，自动测量显示控制器15可根据用户需要，采购市场上现有的元器件进行组装。
[0023]本技术的工作原理如下：由激光测距传感器3、红外线传感器11、丝杆1、T形滑动台4、第一直流电机13、激光反射板9构成摆长控制机构，实现自动测量调节摆长、自动测量周期和重力加速度值的功能。所述T型滑动台4的作用是控制小球摆长。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种重力加速度自动测量装置，包括第二直流电机（7）、第一直流电机（13），其特征在于：以丝杆（1）、光轴滑轨（2）、下底座（12）、上顶座（14）构成装置的主体支撑结构，丝杆（1）和光轴滑轨（2）上设有T型滑动台（4），T型滑动台（4）前方装有激光测距传感器（3），T型滑动台（4）下方装有量角器（5），丝杆（1）下方装有通过联轴器传动连接的第一直流电机（13），T型滑动台（4）中心穿过一连接小球（10）的细线，小球（10）一侧设有固定在XY双轴滑台（6）上的电磁铁（8），XY双轴滑台（6）装有通过联轴器传动连接的第二直流电机（7），小球（10）正下方装有固定在下底座（12）上的红外线传感器（11），红外线传感器（11）和激光测距传感器（3）分别由信号传输线与自动测量显示控制器（15）连接。2.根据权利要求1所述的一种重力加速度自动测量装置，其特征在于：所述丝杆（1）和两根光轴滑轨（2）分别穿过T型滑动台（4）并与其连接，丝杆（1）下端通过菱形轴承固定座固定在下底座（12）上，上端通过菱形轴承固定座固定在上顶座（14）上，两根光轴滑轨（2）各由两个固定座固定在下底座（12）与上顶座（14）上。3.根据权利要求1所述的一种重力加速度自动测量装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁珍珍，陈志锋，白文，郭开乾，梁明珠，陈显健，
申请(专利权)人：湖北文理学院理工学院，
类型：新型
国别省市：
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