[实用新型]刚体转动惯量测量装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种物理实验装置，尤其是可以测量任意形状刚体转动惯量的刚体转动惯量测量装置。

背景技术

刚体的转动惯量是描述刚体运动特性的一个重要物理量，也是工程设计中常用的参数之一。对刚体转动惯量的测量也是大学物理实验课程中的一个比较典型的力学实验。目前所使用的刚体转动惯量方法有三线摆测量法、重物角加速度测量法等多种方法，现有测量方法的测量精度均受人为因素的影响，并需要复杂的计算。

发明内容

为解决上述的问题，本实用新型提供一种刚体转动惯量测量装置。这种刚体转动惯量测量装置在测量刚体转动惯量时受人为因素影响小，并且计算简单。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：发明一种刚体转动惯量测量装置，其特点是，刚体转动惯量测量装置有一个底座，底座上通过轴承安装一根立轴，立轴的上端安装载物盘，立轴上安装摩擦轮，立轴上安装测速码盘，在底座上通过支架安装光电传感器，光电传感器跨在测速码盘上，在底座上通过电机座安装一台减速电机，减速电机的轴上安装驱动轮，在底座上通过从动轮座安装从动轮，在驱动轮和从动轮之间安装摩擦皮带，摩擦皮带和摩擦轮相接触，减速电机和光电传感器通过导线连接一个控制器。

本实用新型的有益效果是，本实用新型用于刚体转动惯量的测量，测量结果受人为因素影响小，并具有操作简便、计算简单、测量精度高的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1是本实施例的主视图，附图2是本实施例的俯视图。

图中1底座，2减速电机，3电机座，4电机底板，5主动皮带轮，6皮带，7测速码盘，8载物盘，9摩擦轮，10上轴承，11立轴，12上轴承座，13上轴承支架，14从动皮带轮，15从动轮座，16光电传感器，17下轴承座，18下轴承，19控制器。

具体实施方式

如附图1俯和附图2所示，底座1上设有电机座3，减速电机2通过电机底板4安装在电机座3上，减速电机2的轴上安装主动皮带轮5，从动皮带轮14通过轴承安装在从动轮座15上，主动皮带轮5和从动皮带轮14上安装皮带6，皮带6以一定压力压在摩擦轮9上，底座1上设有上轴承支架13，上轴承10通过上轴承座12安装在上轴承支架13上，下轴承18通过下轴承座17安装在底座1上，立轴11安装在上轴承10和下轴承座17上。立轴11测速码盘7、载物盘8和摩擦轮9，光电传感器16安装在上轴承支架13上，光电传感器16的检测缺口对准测速码盘7的码孔，减速电机2和光电传感器16通过导线和控制器19连接。

使用时首先将被测刚体固定在载物盘8上，使被测刚体的回转轴线和立轴11同轴，通过控制器19启动减速电机2，减速电机2带动皮带6旋转，皮带6给摩擦轮9一个稳定的摩擦力，使摩擦轮9获得一个稳定的驱动力矩，驱动立轴11转动，立轴11带动载物盘8和测速码盘7转动，光电传感器16读取测速码盘7的数据并传递给控制器19，控制器19采集一段稳定角加速度时段的数据，计算出被测刚体的角加速度，通过显示器显示出来。立轴11所获得的驱动力矩取决于皮带6对摩擦轮9的摩擦力，是本实施例的固有参数，立轴11及随立轴11一同转动的部件的转动惯量也是本实施例的固有参数。通过以下公式就可以计算出被测刚体的转动惯量：

IG=Mβ-I0]]>

式中：I_G——被测刚体的转动惯量；I₀——立轴11及随其一同转动的部件的转动惯量的和；

      M——皮带6对摩擦轮9的摩擦力使立轴11所获得的驱动力矩；β——立轴11的角加速度。