[發明專利]自動檢測擺長和周期的單擺實驗儀

在審

• 申請號: 201410763032.7
• 申請日: 2014-12-13
• 公開（公告）號: CN105761586A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 王旭
• 申請（專利權）人: 襄陽市諸葛亮中學
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單擺實驗儀器，具體的來說是一種自動檢測擺長和周期的單擺實驗儀。

背景技術

　傳統的單擺演示儀需要人工數數來計算周期，擺長也需要人工測量，誤差較大，實驗過程麻煩。本儀器所采用超聲測試模塊測量精度高、成本底，處理電路只需普通的單片機即可滿足要求，顯示屏用小塊液晶即可將數據可視化，整個儀器造價低、制作簡單。

發明內容

本發明的發明目的在于發明一種單擺實驗儀器，可以自動測到單擺的擺長和周期。

本發明所采用的技術方案在于：在擺球正下方放置一個超聲波測距模塊，可以較準確的測量到檢測到擺球到超聲波測距模塊發射點的距離d，又因為橫桿到模塊發射點的距離距離D、小球的半徑r是已知的，事先輸入單片機處理電路即可。由此得到擺長L=D-r-d，利用處理電路中的單片機的運算功能可以很快的算出擺長。同時注意到，只有在擺球經過最低點時超聲波測距模塊所測得距離才為d,利用這一特點當檢測到的距離為d時單片機自動計數一次，利用單片機自帶定時功能，可以得出單位時間內擺球經過最低點的次數n，從而得出擺動周期T。實際過程中所測得距離很難達到完全等于d,但是可以通過程序控制單片機，設定在一定范圍內接近d即可計數，利用雙擺線結構可以將擺球較好的穩定在超聲波測距模塊正上方擺動，整個儀器所測得的數據交由顯示屏顯示。

本發明的有益效果在于：可以自動測到單擺的擺長和周期，而且誤差小，所得的數據全部由顯示屏可視化，作為實驗儀演示效果很好。整個裝置造價低，易于制作。

附圖說明

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述。

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

第一步，使擺球2穩定在超聲波測距模塊5的正上方，超聲波測距模塊5將測出所需的距離d的值。第二步，使擺球2開始擺動后觸發單片機處理電路4開始計數，從而得出單位時間內擺動次數n。最后單片機會根據這兩個數據得出單擺的周期T，擺長L，數據由顯示屏3顯示。整個實驗所測得的數據可以多次測量取平均值。