[發明專利]轉盤式科里奧利力實驗儀

有效

• 申請號: 201210572694.7
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103021233A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉鳴
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G09B23/08
• 分類號: G09B23/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種實驗儀。特別是涉及一種轉盤式科里奧利力實驗儀。

背景技術

科里奧利力是對旋轉體系中進行直線運動的質點由于慣性相對于旋轉體系產生的直線運動的偏移的一種描述。科里奧利力來自于物體運動所具有的慣性，當一個質點相對于慣性系做直線運動時，相對于旋轉體系，其軌跡是一條曲線。立足于旋轉體系，我們認為有一個力驅使質點運動軌跡形成曲線，這個力就是科里奧利力。

旋轉體系中質點的直線運動科里奧利力是以牛頓力學為基礎的，1835年，法國氣象學家科里奧利提出，為了描述旋轉體系的運動，需要在運動方程中引入一個假想的力，這就是科里奧利力。引入科里奧利力之后，人們可以像處理慣性系中的運動方程一樣簡單地處理旋轉體系中的運動方程，大大簡化了旋系的處理方式。由于人類生活的地球本身就是一個巨大的旋轉體系，因而科里奧利力很快在流體運動領域取得了成功的應用。

科里奧利力所產生的影響有地球科學領域、傅科擺、信風與季風、熱帶氣旋等。科里奧利力的應用領域，有質量流量計、陀螺儀等。科里奧利力在微觀現象中也有所表現，例如，它使得轉動分子的振動變得復雜了，使得分子的轉動和振動能譜之間相互影響。

在物理及機械力學專業領域，可通過科里奧力利力實驗儀方便地觀察到科里奧力利力現象，并使實驗者獲得一些具體的實驗數據。常用的科里奧利力實驗儀有重力下滑式和轉盤式。

對于轉盤式科里奧利力實驗儀，目前已有的實驗儀僅僅是觀察現象，只是演示一下科里奧利力的存在，沒有轉盤轉速設定、測量及顯示等，對于專業課程實驗或科學研究方面缺少計算依據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種不僅是演示科里奧利力的存在，而且可以給出測量數據，使實驗不僅有定性分析，而且還有定量的數據處理及分析的轉盤式科里奧利力實驗儀。

本發明所采用的技術方案是：一種轉盤式科里奧利力實驗儀，包括：上表面形成有圓形開口的殼體，所述的殼體內設置有支架，所述的支架上面設置有軸承座、主驅動電機以及電路板，所述的主驅動電機的輸出軸貫穿支架，并在支架的下面通過皮帶輪組連接主軸的一端，所述主軸的另一端依次貫穿支架和軸承座，并通過固定架連接轉盤的中心，所述的轉盤對應于所述的殼體上的圓形開口，所述轉盤上面在位于中心的兩側相對稱的設置有兩個轉動帶輪，所述的兩個轉動帶輪通過轉動帶連接，其中，每一個轉動帶輪的中心都對應的與一個設置在轉盤下面的轉動帶輪電機的輸出軸固定相連，所述的轉盤的邊緣處等間隔的開有多個通孔，所述的殼體的側面板上與所述的通孔相對應的設置有一個對射式光電傳感器，所述的轉動帶上等間隔的設置有多個反射光片，所述的轉盤上位于其中一個轉動帶輪的外側設置有一個用于采集轉動帶上的反射光片信號的反射式光電傳感器，所述的對射式光電傳感器和反射式光電傳感器的輸出端通過導線連接電路板。

所述的主軸上通過固定在支架上的L型支架支撐的設置有5線導電滑環。

所述的轉盤的中部設置有用于讀出儀器工作時轉動帶的徑向變化尺寸的標尺。

所述的殼體的上表面上設置有與電源相連接的儀器總開關K、轉盤方向選擇開關K1、轉動帶輪速度切換開關K2、轉動帶輪方向選擇開關K3、轉動帶線速度顯示窗口和轉盤速度顯示窗口。

所述的電路板上分別設置有：將220V電壓分別轉換為12V和5V的直流穩壓電源；將220V電壓轉換為110V的交流變壓器；輸入端連接交流變壓器的110V輸出電源，輸出端與所述的主驅動電機相連的主驅動電機的控制電路；輸入端連接直流穩壓電源的12V輸出電源，輸出端輸出12V、9V和6V電源的直流電機穩壓電路；輸入端連接直流電機穩壓電路的輸出端，輸出端連接轉動帶輪電機的用于控制轉動帶輪電機的控制電路；兩個結構完全相同的測量電路，其中一個測量電路的輸入端連接對射式光電傳感器的輸出端，該測量電路的輸出端連接一組用于顯示轉盤轉速的數碼顯示電路，另一個測量電路的輸入端連接反射式光電傳感器的輸出端，該測量電路的輸出端連接一組用于顯示轉動帶轉速的數碼顯示電路，所述的用于顯示轉盤轉速的數碼顯示電路和用于顯示轉動帶轉速的數碼顯示電路結構完全相同，兩個數碼顯示電路中的數碼顯示管分別與殼體上表面上的轉動帶線速度顯示窗口和轉盤速度顯示窗口相對應設置。