[实用新型]一种智能控制物理实验单摆测试仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理实验领域，具体涉及一种智能控制物理实验单摆测试仪。 

技术背景

随着自动控制技术的全面化发展，现在物理实验也越来越多的引入了智能化控制，当前摆球物理实验主要是人眼观测，这种试验结果从数据采集就有人为因素导致的数据偏差，从而导致试验不能客观真实的反应想要检测的数据，另外各种数据采集都是人为计算，不仅浪费时间，往往由于粗心大意导致实验结果错误。 

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型采用的技术方案是提供一种监测数据精确、计算快捷、结构简单、方便实用的智能控制物理实验单摆测试仪。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能控制物理实验单摆测试仪，包括单摆仪，所述单摆仪包括支架、摆线和摆球，摆线一端固定连接在支架上端，另一端固定连接摆球，其特征在于：包括单片机、开关模块、晶振、A/D转换器、红外传感器和液晶显示模块，所述开关模块、晶振、A/D转换器、液晶显示模块分别于单片机相 连接；红外传感器与A/D转换器相连接，红外传感器探头与静止时的摆球设置在同一水平面上，用于检测摆球通过最低位置的时间和次数。 

作为优选方案，所述液晶显示模块包括摆动次数显示屏、摆动时间显示屏和周期计算显示屏，所述摆动次数显示屏用于显示红外传感器检测到摆球经过最低位置的次数；所述摆动时间显示屏用于显示摆球第一次到最后一次经过最低位置所用的时间；所述周期计算显示屏用于显示摆球的摆动周期。 

作为优选方案，所述红外传感器可以在支架杆上自由移动。 

优选地，所述单片机为80c2051单片机。 

本实用新型能够取得的技术效果是：监测数据结果精确、计算周期快捷、操作简单、便于大范围物理教学试验推广使用。 

附图说明

图1是本实用新型单摆结构示意图 

图2是本实用新型电路原理图 

图3是本实用新型界面操作图 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细描述。 

如图1所示，单摆结构示意图，包括单摆仪10，所述单摆仪10包括支架13、摆线11和摆球12，摆线11一端固定连接在支架13上端，另一端固定连接摆球12，支架13支撑架上与摆球水平位置设置红外传 感器21，红外传感器21用于检测摆球12经过最低位置的次数和经过最低位置相应次数的时间，其中红外传感器21可以在支撑杆上上下移动，以调整与摆球12的水平位置一致。 

如图2电路连接原理图，图中单片机分别于晶振、开关模块、A/D转换器、液晶显示模块相连接，A/D转换器与红外传感器相连接，其中液晶显示模块包括摆动次数显示屏、摆动时间显示屏和周期计算显示屏，晶振为单片机运行提供固定时钟时间，红外传感器检测摆球经过最低位置的次数并将数据经A/D转换器转换为数字信号经单片机处理后显示在摆动次数显示屏上，并将从第一次检测到摆球在最低位置到最后一次摆球在最低位置总的时间显示在摆动时间显示屏上，通过摆动次数和总的摆动时间，经单片机经计算将摆球摆动的周期显示在周期计算显示器上，通过计算的上述数据和单摆个参数计算出想要得到的数据。 

图3是本实用新型界面操作图，界面30包括液晶显示模块的摆动次数显示屏、摆动时间显示屏和周期计算显示屏，开关模块包括电源开关31、启动开关32和计算开关33，按下电源开关31后，系统上电复位，红外传感器调整好位置，摆球摆动后，按下启动开关32，启动检测，当摆球第一次摆动到最低位置，红外传感器检测到摆球后，摆动次数显示器显示为0，摆动时间显示器从零开始计时，当摆球第二次经过最低位置时，摆动次数显示器显示为1，以后以此类推加1，摆球摆动次数足够后随时按下计算开关33，单片机根据内设程序计算出摆球摆动周期，周期计算显示器显示出摆球摆动的周期，可以在不停止摆球情况下计算出多组周期数据，从而比较得出较为合理周期数值。 

以上具体实施例仅描述了本方案的主要特征和创新点。本领域的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制。在不脱离本创新点和保护范围的前提下，本方案还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本方案要求保护的范围内。本方案要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物限定。