[实用新型]一种基于径向磁场的涡流制动规律测定装置

说明书

本实用新型涉及一种基于径向磁场的涡流制动规律测定装置，为了解决目前缺少能够直观测定基于径向磁场的涡流制动规律的装置的问题。本实用新型所述的测定装置包括底座、第一轴承、离合器、第一齿轮、陀螺、电机、第二齿轮、测微螺杆、电磁铁和控制系统，通过设定预定转速，读出当前磁场强度，测定陀螺静止时间，以转速为横坐标，以陀螺静止时间为纵坐标作图，在同一坐标系下绘出处于不同磁场强度下的n‑t图，与理论曲线进行对比。本实用新型提供的测定装置利用涡流制动效应进行实验，结合测定方法，能够准确预测陀螺在径向磁场的涡流制动效应影响下的减速运动规律，进行综合性实验，实验和教学效果更好。

技术领域

本实用新型涉及一种涡流制动规律测定装置，特别涉及一种基于径向磁场的涡流制动规律测定装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，市面上涌现出多种磁场强度测定仪器，其中以霍尔元件为代表的特斯拉计最为突出，其采用霍尔效应测量原理，结构简单，测量方便，精度较高，然而其装置成本较高，测量直观性不足，不利于使实验者认清实验原理；采用电流天平法制成的磁场强度测定仪，应用通电导线在磁场中受力的原理，依据力矩平衡条件，测出磁感应强度，但根据此种测定方法制作的仪器结构较为复杂，一般仅用于使学生认识电磁感应原理的定性实验，并且，其由于设计原理的限制，在某些测量区间，所能测量的精度相对较低。涡流制动已经在实际生产生活中广泛应用，但目前缺少能够直观测定涡流制动规律的装置，特别是基于径向磁场的涡流制动规律的测定装置，因此希望能设计一种现象直观形象，便于教学实践和学生操作实践，且能够准确测定涡流制动规律的装置和方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于径向磁场的涡流制动规律测定装置，包括底座、第一轴承、离合器、第一齿轮、陀螺、电机、第二齿轮、测微螺杆、电磁铁和控制系统，底座上设有第一轴承支架、陀螺支架和测微螺杆支架；第一轴承的外圈固定在第一轴承支架上，内圈设有套筒；所述的离合器包括主动轮、主动轴和从动轮，主动轮与主动轴相连，从动轮与陀螺的一侧轴杆相连；第一齿轮的齿轮轴穿过套筒与离合器的主动轴相连，离合器的主动轴上套设有拨动装置；陀螺通过两侧轴杆架设在陀螺支架上，轴杆与陀螺支架之间通过轴承连接；电机设在第一轴承支架下部，电机的输出轴与第二齿轮相连，第二齿轮与第一齿轮啮合；测微螺杆水平固定在测微螺杆支架上，测微螺杆前端与电磁铁相连，电磁铁轴线正对陀螺径向；控制系统设在底座上，通过导线与电机、电源、电磁铁相连。

光电测速传感器设在陀螺支架上，并通过导线与控制系统相连，测量陀螺的转数并传输至控制系统。

所述的拨动装置包括上紧固圈、下紧固圈、第二轴承、拨叉和拨杆，其中上紧固圈和下紧固圈扣合固定在第二轴承外圈，第二轴承的内圈套设在离合器的主动轴上，主动轴上设有两个挡圈，挡圈位于第二轴承的两侧，起到限位的作用；拨叉与上紧固圈和下紧固圈相连，拨杆与拨叉相连；拨杆上设有转轴，转轴插在位于底座上的轴孔内，转轴使拨杆形成杠杆作用；拨杆与底座之间设有回位弹簧。

所述的控制系统包括处理器、电机驱动器、显示屏和按键，电机驱动器、显示屏和按键分别与处理器相连，电机驱动器还与电机相连。

显示屏分别显示电磁铁的磁感应强度、时间、预设定陀螺转速、当前陀螺转速；按键包括电磁铁的磁感应强度的增大键与减小键、预设陀螺转速的增大键与减小键、计时器的运行键与清零键、电机的开关键、仪器的电源键；通过磁感应强度的增大键与减小键调整电磁铁的磁感应强度，并显示在显示屏上，通过陀螺转速的增大键与减小键控制电机转速进而调整陀螺转速，通过光电测速传感器测出转数并显示在显示屏上。

底座上设有壳体，壳体罩设在第一齿轮至离合器的上方，拨动装置的拨杆从壳体侧边开口处伸出。

陀螺支架的上端设有轴承盖，轴承盖通过螺钉与陀螺支架连接，将陀螺轴杆上的轴承固定。

本实用新型装置的工作原理：