[实用新型]一体化牛三定律实验器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种一体化牛三定律实验器。

背景技术

牛顿第三定律的内容主要为：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，在同一条直线上。

目前的DIS（digital information system，数字化信息系统）实验中，主要包括力探头、采集器和电脑三个部分，实验时，对两力探头施加力，采集器将两个力传感器所采集的实验数据通过数据线分别发送至电脑进行数据的分析和显示，如此，将难以实现同时产生作用力和反作用力的实验条件。另外，DIS实验装置连接复杂，操作非常的繁琐，而且受到实验室环境的限制，必须依靠电脑才能对实验结果进行处理，非常不方便。再者，在推拉两个力探头的时候，很难保证两作用力的方向在同一条直线上面，这样显然不能准确的验证牛顿第三定律。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在于提供一种使用方便且实验结果精确度高的一体化牛三定律实验器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种一体化牛三定律实验器，其包括壳体、盖板、第一力探头、第二力探头、连接件、第一推拉件、第二推拉件、显示装置和设有控制电路的电路板；

盖板可拆卸地安装于壳体上，该壳体开设一导向槽，第一力探头和第二力探头可滑动地安装于导向槽内且沿着导向槽的长度方向排列，第一力探头通过连接件连接第二力探头，第一力探头和第二力探头相对远离的端面分别设有该第一推拉件和第二推拉件；电路板和显示装置均安装于壳体上；

该第一力探头和第二力探头用于分别将第一推拉件和第二推拉件的作用力实时转换为对应的电信号；该控制电路用于根据第一力探头和第二力探头所发送的电信号生成实验数据，该显示装置用于显示控制电路生成的实验数据。

该显示装置安装于壳体的左侧壁和右侧壁的上缘之间，该盖板开设一尺寸与显示装置相匹配的开口，且该开口正对该显示装置。

一体化牛三定律实验器还包括一报警模块，该控制电路还用于将第一力探头和第二力探头的电信号的差值与预设的允许误差范围进行比较，在差值不在允许误差范围值时，控制电路控制报警模块发出警报信号；该控制电路还用于将实验数据与预设的实验误差范围进行比较，在实验数据超出实验误差范围时，驱动报警模块发出警报声。

该控制电路包括第一信号放大模块、第二信号放大模块、第一模数转换模块和第二模数转换模块、处理器、可充电电池和电源开关；

第一力探头依次通过第一信号放大模块和第一模数转换模块连接处理器，第二力探头依次通过第二信号放大模块和第二模数转换模块连接处理器，显示装置、报警模块、可充电电池用于通过电源开关供电给实验器；

第一力探头和第二力探头所生成的电信号经过信号放大和模数转换后输入至处理器，该处理器根据所接收的信号生成反映两作用力与时间关系的曲线图或数据表，并通过显示装置进行显示。

该控制电路还包括与处理器连接的存储模块，存储模块用于存储处理器生成的实验数据。

报警模块为扬声器。

该控制电路还包括与可充电电池连接的充电接口、与处理器相连的数据传输接口和无线通信模块。

第一推拉件和第二推拉件分别穿出壳体的两相对端壁，且该第一推拉件和第二推拉件位于同一平行于导向槽长度方向的直线上，壳体的左侧壁沿长度方向开设两间隔排列的长条状第一导向通槽，壳体的右侧壁开设两尺寸与第一导向通槽匹配的第二导向通槽，且两个第二导向通槽分别正对两个第一导向通槽；

第一力探头和第二力探头的左侧面各设有两间隔排列的第一滑动件，第一力探头和第二力探头的右侧面各设有两间隔排列的第二滑动件，第一力探头和第二力探头的第一滑动件分别可滑动地安装于两第一导向通槽内，第一力探头和第二力探头的第二滑动件分别可滑动地安装于两第二导向通槽内；壳体的底壁内开设一容置空腔，电路板收容于该容置空腔内。

第一滑动件和第二滑动件均由转轴和套设于转轴外的轴承构成；第一推拉件和第二推拉件均为推拉杆；连接件为刚性连接杆；该导向槽的各表面的摩擦系数小于0.01。

该显示装置包括输入界面和显示界面；输入界面上设有上翻按键、下翻按键、启动按键、停止按键、采样率按键、回放按键和切换按键；该显示装置为液晶触摸屏。

本实用新型的有益效果如下：