专利名称：刚体转动惯量测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大学物理实验装置，主要涉及一种刚体转动惯量实验数据的采集、传送和实时处理系统，属于大学物理实验仪器领域。
背景技术：
众所周知，质量分布均勻和形状规则物体的转动惯量可以通过计算得到，而质量分布不均勻和形状不规则的物体的转动惯量必须通过专门的测量装置才能测定。目前，传统刚体转动惯量实验，以专利CN86106881为例，其实验仪器包括承物台、塔轮、转轴、底座、滑轮、系有细线的砝码、数字毫秒计、与数字毫秒计相连接的光电门。 实验过程中学生需要手动按动数字毫秒计上的按键，以读取实验数据，然后记录到纸上。上述实验装置的实验原理对于承物台上有被测量物体和没有被测量物体的两种情况，测量原理相同承物台上不放被测量物体(空载)转动时，转动体系(或称为刚体系)由承物台和塔轮组成，体系对转轴的转动惯量表示为Jo。若另有被测量物体时，转动体系由承物台、 塔轮和被测物组成，欲测被测物对中心轴的转动惯量Jx时，只需将其放在承物台上，此时转动体系的转动惯量为J。根据刚体转动惯量叠加原理，有J = Jc)+Jx，所以，只要分别测出Jtl 和J，便可求出Jx = J-J0O实验中，通常采用两种方法进行测量1利用刚体定轴转动定律根据刚体动力学，转动体系受到的外力矩有两个一个是细线的张力T所作用的力矩，M = Tr, r为塔轮上的绕线轮的半径。根据牛顿第二定律，质量为m的砝码下落的运
动方程式mg-T = ma。由于本实验中砝码竖直下落的加速度a很小(g/a≈-5% )，因此可以近
似认为mg = T，得M = mgr ；另外一个力矩为实验中阻力矩Μμ，主要来自轴承处的摩擦。根据转动定律Μ_Μμ = J β，即Higr-Mli = J β。其中J为转动体系的转动惯量，β 是转动体系的角加速度。在转动过程中，转动体系所受到的外力矩M恒定，阻力矩^基本保持不变，因此可以把转动看成勻加速转动，故有如下关系
权利要求
1.一种刚体转动惯量测定装置，包括刚体转动惯量测量装置的机械部分和数据采集、传送和接收模块，所述机械部分包括承物台、被测物、遮光片、塔轮、光电门、底座、主轴、 滑轮和砝码；所述数据采集、传送和接收模块包括嵌有单片机的电路板、显示器、蓝牙发射模块、配有蓝牙接收模块的计算机和数据处理程序；其特征在于，使用该电路板上的单片机进行计时，所述单片机用于接收从所述光电门传送过来的所述遮光片通过光电门的次数和时间数据，并将该数据实时传送并显示在与单片机相连的所述显示器上，并且，所述嵌有单片机的电路板上还设置有“发送”按钮和蓝牙发射模块，通过按下所述按钮，所述蓝牙发射模块会将包含有学生信息和上述数据的数据包传送到所述计算机上的蓝牙接收模块，在接收之后实时处理并将处理后的数据存储在该计算机上。
2.根据权利要求1所述的测定装置，所述显示器为液晶显示器。
3.根据权利要求1所述的测定装置，所述嵌有单片机的电路板上还设置有的“删除” 键，用于在实验过程中删除操作错误的实验数据。
全文摘要
一种刚体转动惯量测定装置，包括刚体转动惯量测量装置的机械部分和数据采集、传送和接收模块，其特征在于，使用该电路板上的单片机进行计时，所述单片机用于接收从所述光电门传送过来的所述遮光片通过光电门的次数和时间数据，并将该数据实时传送并显示在与单片机相连的所述显示器上，并且，所述嵌有单片机的电路板上还设置有“发送”按钮和蓝牙发射模块，通过按下所述按钮，所述蓝牙发射模块会将包含有学生信息和上述数据的数据包传送到所述计算机上的蓝牙接收模块，在接收之后实时处理并将处理后的数据存储在该计算机上。
文档编号G09B23/10GK102445304SQ201110286989
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者乔文君, 任芝, 张晓宏, 李松涛 申请人:华北电力大学(保定)