件(如图7所示)套固接在空心支撑柱7上端，把横梁1(如图3所示）的横梁轴1-1套在横梁 支撑架2的转动轴2-1上，将螺丝拧紧固定好，将电机供电线、光电门传输线接好并经空心横 梁导线出口 1-6引出，经转轴架固定空心螺丝2-2、空心总支撑柱7中的传输线6引至控制箱 9,如图1、2所示。
[0027]如图10所示。游标尺上的30格与主尺上的29格对齐，相当于将0.5° (3(/)平均分配 至游标尺30格中，因此游标尺上每格为V，即精度为V。
[0028] 采用双游标纠正偏心率原理
[0029]由于仪器刻度盘主尺中心几何中心与进动转动总轴不一定完全重合（即存在偏心 率），故横梁在进动过程中，从单个微尺上读数总会存在误差（即仪器误差），为该进动仪设 计并对称安装两个微尺，就可以纠正由于偏心率造成的仪器误差。设〇为主尺和主尺盘几何 中心，为进动转动总轴中心，二者不一定重合，若采用左右游标尺，从左右游标尺读出进 动的初始读数分别为，进动结束左右微尺末读数分别为Θ左 2、Θ右2，则横梁进动的精确 角度为
[0030 ..⑴
[0031] 证明：如图11所示，设主尺圆盘的几何中心与进动转动总轴中心重合时圆心为0， 不重合时，进动转动总轴中心为Οι，过0做两直径分别为AC和CD，过(M?EF//AB和JH//CD，可 以看出只要两中心重合，任意一游标尺读出来的读数AC弧长或BD弧长都是精确的，若两中 心不重合，读数为EJ弧长或HF弧长，二弧长均不精确，但EA弧长=FB弧长；
[0032] JC弧长=HD弧长，有：
[0033] AC 弧长=BD 弧长=(AJ+JC)弧长=(DF+FB)弧长=(AJ+HD)弧长=(DF+EA)弧长， [0034]因此，1式成立。即仪器刻度盘主尺中心几何中心与进动转动总轴不一定完全重合 时，采用双游标尺(微尺)读数，并采用1式计算，就可以精确测量进动角度。
[0035]实验步骤与实验原理
[0036] 1按照进动仪的连接方法把进动仪连接好，将传输线接好，如图1所示；
[0037] 2沿着横梁1方向调节平衡锤1-2相对于轴1-1间距，使之电机1-3转盘1-5端略微偏 重，如图2所示；
[0038] 3调节主尺盘5适当高度，再通过调节左右微尺(4-4、3-3)横向调节杆(4-U3-1)与 竖直调节杆(4-2、3-2)，使之左右微尺(4-4、3-3)的微尺与主尺5位于同一平面，且左右微尺 (4-4、3-3)圆弧与主尺5内圆弧吻合；
[0039] 4用手压住靠平衡锤1-2-端横梁1，使之横梁1(犹如地球的自转轴)相对于竖直方 向（犹如黄轴)为黄赤夹角，即电机1-3转轮平面1_5(犹如地球赤道平面)相对于水平面(相 当于黄道平面)为黄赤夹角，此时，打开电控箱9开关9-6,电机1-3开始转动，读取左右游标 尺(4-4、3-3)对应初始读数(精确到V)分别为％放开平衡锤1-1端手的同时，按动 电控箱9进动计时按钮9-4和记录电机转动圈数挡光次数按钮9-5;
[0040] 5实验结束时，按动计时按钮9-4和记录电机转动圈数(挡光次数)按钮9-5,同时读 出横梁1进动左右游标尺(4-4、3-3)对应刻度分别为％ :2:和％2，并读出时间显示荧光屏9-4 上显示的时间Δ t和挡光次数显示荧光屏9-5上显示的圈数η;
[0041] (6)数据处理：地轴进动的角撞
：以分作为单 位）。根据地轴的连续进动规律，按地轴进动一圈360°计算，转盘平面(相当地球赤道)转动 一圈为一天，一个恒星年为365.2422日（天），则转盘平面(相当地球赤道)转动η圈所相当的 恒星年数为η/365.2422。设横梁(相当于地轴)进动一周360°所需要的年数为X，则 _2]
...... (2)
[0043] 可以计算出，横梁(相当于地轴)进动一周所需要的恒星年数为
[0044] （3)
[0045] 天文学家已经测试出，地轴进动一周需要26000年，为了验证该结论的正确性，我 们可以通过(3)式的计算结果，与之相比。
[0046]本专利获浙江大学城市学院2016年度教师科研基金资助，编号J-16004。
【主权项】
1. 一种高精度双轮轴、双游标地轴进动演示与定量测量实验仪，其特征在于：包括底 座、电机、横梁、转盘、平衡锤、轮轴、横梁支撑架、进动转动总轴、右游标尺竖直杆、左游标尺 竖直杆、主尺与主尺盘和空心支撑柱，所述电机固定在横梁右端，转盘固定在电机轴上，平 衡锤套接于横梁左端的滑槽中；两轮轴外缘卡套于轮轴套中，进动转动总轴内固套于两轮 轴内缘内，在进动转动总轴上端固定有横梁支撑架;右游标尺竖直杆和左游标尺竖直杆分 别连接在进动转动总轴的左右两侧;主尺与主尺盘套接在空心支撑柱中部，进动转动总轴 设于空心支撑柱上端，横梁的横梁轴套在横梁支撑架的转动轴上。2. 根据权利要求1所述的高精度双轮轴、双游标地轴进动演示与定量测量实验仪，其特 征在于:所述右游标尺竖直杆包括右微尺横向调节杆、右微尺竖直调节杆和右微尺;所述左 游标尺竖直杆包括左微尺横向调节杆、左微尺竖直调节杆和左微尺;右微尺横向调节杆的 螺头螺接在进动转动总轴右侧螺孔中，右微尺竖直调节杆的螺头螺接在右微尺横向调节杆 的右微尺竖直调节杆右螺帽上，左微尺横向调节杆的螺头螺接在进动转动总轴左侧螺孔 中，左微尺竖直调节杆的螺头螺接在左微尺横向调节杆的左微尺竖直调节杆左螺帽上。
【专利摘要】本发明涉及一种高精度双轮轴、双游标地轴进动演示与定量测量实验仪，包括底座、电机、横梁、转盘、平衡锤、轮轴、横梁支撑架、进动转动总轴、右游标尺竖直杆、左游标尺竖直杆、主尺与主尺盘和空心支撑柱，所述电机固定在横梁右端，转盘固定在电机轴上，平衡锤套接于横梁左端的滑槽中；两轮轴外缘卡套于轮轴套中，进动转动总轴内固套于两轮轴内缘内，在进动转动总轴上端固定有横梁支撑架；右游标尺竖直杆和左游标尺竖直杆分别连接在进动转动总轴的左右两侧；主尺与主尺盘套接在空心支撑柱中部，进动转动总轴设于空心支撑柱上端，横梁的横梁轴套在横梁支撑架的转动轴上。本发明的有益效果是：结构合理，实验效果好。
【IPC分类】G09B27/08, G01B5/24
【公开号】CN105679178
【申请号】CN201610208904
【发明人】张锐波
【申请人】浙江大学城市学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月5日