[實用新型]雙脈沖矢量測速系統

有效

• 申請號: 201821001997.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN208255257U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 白茹玉;白蟬恒
• 申請（專利權）人: 白茹玉;白蟬恒
• 主分類號: G01P3/36
• 分類號: G01P3/36;G01P15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及速度矢量測量領域，具體提供了一種雙脈沖矢量測速系統。所述雙脈沖矢量測速系統包括微處理器、至少一個雙路信號檢測單元；所述雙路信號檢測單元由雙路信號發射裝置、雙路信號接收裝置、電壓雙比較雙脈沖生成器和雙路電壓取樣電路組成。至少一個所述雙路信號檢測單元在運動物體的運動路徑上放置，在物體運動過程中產生兩個時序不同且能同時呈現高電平和低電平脈沖屬性的雙脈沖數字信號。所述微處理器通過所述雙脈沖數字信號的下降沿和上升沿對所述微處理器的兩個外部中斷進行觸發，在中斷程序內記錄觸發時間，判斷中斷觸發的順序，根據先后順序判斷運動方向，合并計算出物體運動的矢量速度、矢量加速度，繪制出t?v、t?a變化規律圖形。

技術領域

本實用新型涉及速度的矢量測量領域，具體而言，提供一種產生雙脈沖數字信號的檢測、生成系統，然后利用雙脈沖數字信號對運動物體的矢量速度進行計算。

背景技術

在物理實驗室或者物理教學中，以及一些運動規律探索中，經常會對物體的運動速度或者加速度進行測量，以便通過這些物理量，了解和發現物體運動規律，驗證一些能量變換定律。在教學活動中，施教者通過物理實驗測得矢量速度或者矢量加速度，以數據或圖形的方式呈現能給受教者，取得更加直觀和真實的觀感，方便受教者對運動規律的理解，同時亦可激發參與者進一步探索的欲望。然而現有的速度測量實驗裝置（紙帶、小車、火花發生器、鉤碼等）智能化低，常局限于實驗準備、數據的收集和計算等基礎工作中，速度的測量也只能按標量進行，不能反映速度的矢量特征，測量工作效率很低。對于運動規律的發現和對比這些真正需要的，能給人以啟迪的工作做的很少。特別是對往返性運動規律的探索（如單擺）只局限在周期的觀察中，不能用矢量速度的變化數據、用實時的圖形來顯示速度的變化過程，不能給人以一目了然的感覺。

對于與速度有關的物理量，如動量、摩擦力、碰撞等多是在理想狀態下計算得來，較難通過實驗獲取相關數據。此外，借助智能工具，摒棄低端的人工勞動，建立大數據的規律發現已是新時代的需求。而將物體運動速度數據化、矢量化、實時圖形化恰好能滿足這一需求。因此，改變傳統測速方式，使用智能化工具測量速度和加速度的矢量屬性，在多次測量的大數據下進行圖形顯示，在對比中理解運動規律、驗證和發現能量變化將是未來學習的需求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種雙脈沖矢量測速系統和速度的矢量計算方法，配合物體運動方向、運動物體對運動面正壓力、趨動力的測量實現了與矢量速度、矢量加速度有關物理量的探索，并對實時測量的數據進行圖形化顯示以改善上述的問題，滿足未來學習需求。

為了達到上述目的，本實用新型實施例采用如下所描述的技術方案，目的是產生產生兩個具有時序不同且能同時呈現高電平和低電平屬性的雙脈沖數字信號。

一種雙脈沖矢量測速系統，其特征在于，利用雙脈沖信號測量運動物體的矢量速度，所述雙脈沖矢量測速系統和矢量速度計算方法包括微處理器、至少一個雙路信號檢測單元；所述雙路信號檢測單元由雙路信號發射裝置、雙路信號接收裝置、電壓雙比較雙脈沖生成器和雙路電壓取樣電路組成；所述雙路信號檢測單元在所述運動物體的運動路徑上放置；所述雙路信號接收裝置的兩個輸出端與所述電壓雙比較雙脈沖生成器的兩個同相輸入端電連接，所述雙路電壓取樣電路的兩個輸出端與所述電壓雙比較雙脈沖生成器的兩個反相輸入端電連接，所述電壓雙比較雙脈沖生成器的兩個輸出端與所述微處理器的兩個外部中斷電連接；其中所述雙路信號發射裝置包括光波發射模塊、第一電阻和第一電源，所述光波發射模塊的一端連接所述第一電源，所述光波發射模塊的另一端通過所述第一電阻接地，所述雙路信號發射裝置發射特定波長的光波。

所述雙路信號接收裝置的一路包括光波接收模塊，第二電阻、第一電容和第二電源，所述光波接收模塊的一端連接所述第二電源，所述光波接收模塊的另一端通過第一電容連接所述第二電源，所述光波接收模塊的另一端同時連接所述電壓雙比較雙脈沖生成器的一個同相輸入端；所述光波接收模塊的另一端同時通過所述第二電阻接地。