專利名稱：剛體轉動慣量測定裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種大學物理實驗裝置，主要涉及一種剛體轉動慣量實驗數據的采集、傳送和實時處理系統，屬于大學物理實驗儀器領域。
背景技術：
眾所周知，質量分布均勻和形狀規則物體的轉動慣量可以通過計算得到，而質量分布不均勻和形狀不規則的物體的轉動慣量必須通過專門的測量裝置才能測定。目前，傳統剛體轉動慣量實驗，以專利CN86106881為例，其實驗儀器包括承物臺、塔輪、轉軸、底座、滑輪、系有細線的砝碼、數字毫秒計、與數字毫秒計相連接的光電門。 實驗過程中學生需要手動按動數字毫秒計上的按鍵，以讀取實驗數據，然后記錄到紙上。上述實驗裝置的實驗原理對于承物臺上有被測量物體和沒有被測量物體的兩種情況，測量原理相同承物臺上不放被測量物體(空載)轉動時，轉動體系(或稱為剛體系)由承物臺和塔輪組成，體系對轉軸的轉動慣量表示為Jo。若另有被測量物體時，轉動體系由承物臺、 塔輪和被測物組成，欲測被測物對中心軸的轉動慣量Jx時，只需將其放在承物臺上，此時轉動體系的轉動慣量為J。根據剛體轉動慣量疊加原理，有J = Jc)+Jx，所以，只要分別測出Jtl 和J，便可求出Jx = J-J0O實驗中，通常采用兩種方法進行測量1利用剛體定軸轉動定律根據剛體動力學，轉動體系受到的外力矩有兩個一個是細線的張力T所作用的力矩，M = Tr, r為塔輪上的繞線輪的半徑。根據牛頓第二定律，質量為m的砝碼下落的運
動方程式mg-T = ma。由于本實驗中砝碼豎直下落的加速度a很小(g/a≈-5% )，因此可以近
似認為mg = T，得M = mgr ；另外一個力矩為實驗中阻力矩Μμ，主要來自軸承處的摩擦。根據轉動定律Μ_Μμ = J β，即Higr-Mli = J β。其中J為轉動體系的轉動慣量，β 是轉動體系的角加速度。在轉動過程中，轉動體系所受到的外力矩M恒定，阻力矩^基本保持不變，因此可以把轉動看成勻加速轉動，故有如下關系
權利要求
1.一種剛體轉動慣量測定裝置，包括剛體轉動慣量測量裝置的機械部分和數據采集、傳送和接收模塊，所述機械部分包括承物臺、被測物、遮光片、塔輪、光電門、底座、主軸、 滑輪和砝碼；所述數據采集、傳送和接收模塊包括嵌有單片機的電路板、顯示器、藍牙發射模塊、配有藍牙接收模塊的計算機和數據處理程序；其特征在于，使用該電路板上的單片機進行計時，所述單片機用于接收從所述光電門傳送過來的所述遮光片通過光電門的次數和時間數據，并將該數據實時傳送并顯示在與單片機相連的所述顯示器上，并且，所述嵌有單片機的電路板上還設置有“發送”按鈕和藍牙發射模塊，通過按下所述按鈕，所述藍牙發射模塊會將包含有學生信息和上述數據的數據包傳送到所述計算機上的藍牙接收模塊，在接收之后實時處理并將處理后的數據存儲在該計算機上。
2.根據權利要求1所述的測定裝置，所述顯示器為液晶顯示器。
3.根據權利要求1所述的測定裝置，所述嵌有單片機的電路板上還設置有的“刪除” 鍵，用于在實驗過程中刪除操作錯誤的實驗數據。
全文摘要
一種剛體轉動慣量測定裝置，包括剛體轉動慣量測量裝置的機械部分和數據采集、傳送和接收模塊，其特征在于，使用該電路板上的單片機進行計時，所述單片機用于接收從所述光電門傳送過來的所述遮光片通過光電門的次數和時間數據，并將該數據實時傳送并顯示在與單片機相連的所述顯示器上，并且，所述嵌有單片機的電路板上還設置有“發送”按鈕和藍牙發射模塊，通過按下所述按鈕，所述藍牙發射模塊會將包含有學生信息和上述數據的數據包傳送到所述計算機上的藍牙接收模塊，在接收之后實時處理并將處理后的數據存儲在該計算機上。
文檔編號G09B23/10GK102445304SQ201110286989
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者喬文君, 任芝, 張曉宏, 李松濤 申請人:華北電力大學(保定)