[发明专利]一种PT相变演示装置

权利要求书

1.一种PT相变演示装置，其特征在于，包括：

第一支架、第二支架、悬绳、滑轮、负载、第一振动摆、第二振动摆、摆动检测模块、测距模块、能量调节模块、控制模块、绘图模块；

所述第一支架和所述第二支架平行设置，所述第一支架上部安装所述滑轮，所述悬绳一端固定在所述第二支架上部，另一端通过所述滑轮连接所述负载，所述悬绳在所述第二支架上的固定端的高度与所述悬绳与所述滑轮接触的最高点的高度相等；

所述第一振动摆和所述第二振动摆的摆线长度相同，且摆锤质量相等，所述第一振动摆和所述第二振动摆间隔固定在所述第一支架和所述第二支架之间的所述悬绳上，所述第一振动摆距离所述第一支架的距离与所述第二振动摆距离所述第二支架的距离相等；其中，所述负载用于调节所述悬绳的张力，以实现所述第一振动摆和所述第二振动摆的耦合；

所述摆动检测模块，用于在检测到所述第一振动摆摆动到第一预设检测位置时生成第一摆动状态信号，以及检测到所述第二振动摆摆动到第二预设检测位置时生成第二摆动状态信号；

所述测距模块，用于检测获得所述第一振动摆距离预设位置的第一距离和所述第二振动摆距离所述预设位置的第二距离；

所述能量调节模块，用于减少所述第一振动摆的能量而增加所述第二振动摆的能量；

所述控制模块，用于根据所述第一摆动状态信号和所述第二摆动状态信号控制所述能量调节模块的开启与关闭；

所述绘图模块，用于接收所述第一距离和所述第二距离，并根据所述第一距离绘制所述第一振动摆的摆动轨迹和根据所述第二距离绘制所述第二振动摆的摆动轨迹；

所述摆动检测模块和所述能量调节模块分别与所述控制模块相连，所述测距模块与所述绘图模块相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述摆动检测模块包括一对激光发射器和激光接收器以及两个挡光片，所述两个挡光片分别固定在所述第一振动摆和所述第二振动摆的摆锤底部；所述一对激光发射器和激光接收器固定设置在同一直线上，在所述第一振动摆或者所述第二振动摆位于最低点时，所述挡光片遮挡所述激光器产生的激光束。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测距模块包括两个超声测距单元、反射板和计算单元，所述两个超声测距单元分别固定设置在所述第一振动摆和所述第二振动摆上，所述反射板设置在所述预设位置，所述计算单元分别与所述两个超声测距单元相连，用于计算获得所述第一距离和所述第二距离。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述能量调节模块包括两个电磁铁、两个继电器和两个铁片，所述两个铁片分别设置在所述第一振动摆和所述第二振动摆的摆线上，设置在所述第一振动摆上的铁片距离所述第一振动摆在所述悬绳上的固定端预设距离，设置在所述第二振动摆上的铁片距离所述第二振动摆在所述悬绳上的固定端所述预设距离，所述两个电磁铁相对于所述悬绳同侧设置，且分别与所述两个铁片对应设置，所述继电器与所述电磁铁连接，所述继电器与所述控制模块相连。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括获取单元、可编程运算及控制器单元和输出单元，所述获取单元和所述输出单元分别与所述可编程运算及控制器单元连接，其中：

所述获取单元，用于获取所述第一摆动状态信号和所述第二摆动状态信号；

所述可编程运算及控制器单元，用于根据所述第一摆动状态信号或者所述第二摆动状态信号产生控制指令，所述控制指令用于控制所述能量调节模块的开启与关闭；

所述输出单元，用于将所述控制指令传输至所述能量调节模块。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绘图模块包括数据接收单元和绘图单元，所述数据接收单元与所述绘图单元连接，其中：

所述数据接收单元，用于接收所述第一距离和所述第二距离；

所述绘图单元，用于根据所述第一距离绘制所述第一振动摆的摆动轨迹和根据所述第二距离绘制所述第二振动摆的摆动轨迹。

7.根据权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，还包括工作指示模块，所述工作指示模块与所述控制模块相连，其中：

所述工作指示模块，用于指示所述装置的开启状态与关闭状态以及所述能量调节模块的工作状态。