[发明专利]快速测量被测物体转动惯量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转动惯量的测量方法，尤其涉及一种快速测量被测物体转动惯量的方法。属于机械领域。

背景技术

对于刚体转动惯量的测量在人类生产实践当中是常常遇到的。比如在机械设计制造、转动物体的研究、运动学理论的推导等很多领域需要考虑到它。工厂中生产出的许多零部件也需要对它们的转动惯量进行测量，以确定它们的某些转动性能是否符合标准。

对于一些形状规则、质量分布有一定规律的定轴转动刚体的转动惯量可以用理论计算的方法求得，但是对于形状复杂或质量分布没有一定规律可循的定轴转动刚体的转动惯量，就只能用实验测量的方法来获得了。

对定轴转动刚体的转动惯量进行实际的测量，目前常用的方法主要有：三线摆测量法、扭摆测量法、转动惯量实验仪测量法。但是利用这些测量的方法进行测量时，它们的测量速度都较慢，测量的周期也较长，测量的可重复性也不是很好，如果需要实施的测量次数很多或需要测量的对象很多，将更加显示出上述那些测量方法的不足。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，经过精心研制和苦心钻研，提供了一种能够简单有效、快速准确地测量转动物体的转动惯量的测量方法，有效地解决了现有技术中，对定轴转动刚体的转动惯量进行实际测量的速度较慢、测量周期较长以及测量的可重复性差的问题。

本发明的技术方案包括下述步骤：

（a）对定轴转动惯量测量装置的调整：用外力扭转载物平台，使载物平台绕竖直轴转过一个角度，并使遮光片经过光电门，同时扭簧被扭曲而积蓄了能量，利用锁片将载物平台锁住；

（b）测量载物平台空载的遮光时间：解开锁片，测量空载载物平台在扭簧的作用下向平衡的位置回转时遮光片经过光电门时的遮光时间；

（c）测量载物平台放入被测物体的遮光时间：重复上述步骤（a）后，采用步骤（b）测量出载物平台载有被测物体时遮光片经过光电门时的遮光时间；

（d）确定被测物体的转动惯量公式：设：载物平台空载时的转动惯量为J；载物平台加载被测物体后的总转动惯量为J₁；遮光片到竖直轴的距离为r；遮光片的宽度为△l，圆盘空载回转时的遮光时间为△t；圆盘加载被测物后回转时的遮光时间为△t₁。

根据机械能守恒：

12·J·(ΔlΔt·r)2=12·J1·(ΔlΔt1·r)2]]>

解上面方程得：

J1=(Δt1Δt)2·J]]>

所以被测物的转动惯量：