一种通用数字化转动惯量实验仪的制作方法

本实用新型涉及一种数字化实验仪，特别涉及一种转动惯量实验仪。

背景技术：

刚体的转动惯量的物理意义十分重要，在工程技术、航空航天、机械制造、仪器仪表等工业领域是一个重要的参量。比如检流计、冲击电流计、发动机叶片、飞轮、陀螺以及人造卫星的外形设计方面，许多时候都与转动惯量有关。形状规则的匀质刚体，其转动惯量可直接用公式计算得到。实际情况下，对于不规则刚体或非均质刚体的转动惯量，一般通过实验的方法来进行测定，因而实验方法就显得十分重要。测定刚体转动惯量的方法很多，常用的有动态测量法、三线摆、单线扭摆法、复摆法、落体法等。但是，这些常见实验测量方法有很多不足的地方，会使测量的结果有较大的误差，不利于许多研究和生产制造活动的进行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种通用数字化转动惯量实验仪，减小测量误差，提高测量精度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种通用数字化转动惯量实验仪，包括底圆盘，所述底圆盘上安装有支撑组件，所述支撑组件上固定有U形支架，所述U形支架的顶端和低端安装有一对光电对管，所述支撑组件中部贯穿设置有支撑棒，支撑棒的顶部固定连接有中圆盘，所述中圆盘上固定安装有一对滑杆，所述滑杆上滑动设置有上圆盘，上圆盘外侧设置有锁紧上圆盘在滑杆上位置的螺钉，所述上圆盘、中圆盘设置在一对光电对管之间，所述中圆盘与上圆盘上对应开设有用以通过所述光电对管光束的圆孔，所述支撑棒与支撑组件之间经涡卷弹簧相连。

本实用新型工作时，先测量未放待测物体前转盘的转动周期，开启光电对管，然后将盘旋转π角，放开转盘，当盘上的小孔经过光电门时，计时自动开始，每一个周期自动记录一次时间，记录5个周期的时间后停止并计算每个周期时间的平均值T₀；再测量放上待测物体后的转动周期，放上待测物体并按照上圆盘上的刻度调节物体使转轴线通过物体质心，上下调节上圆盘固定物体，固定好后，锁紧螺钉，在进行转动周期测量，测量方法同上，最终获得待测物体的转动周期T，利用公式，其中I为待测物体的转动惯量，I₀为空盘时转动惯量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型结构简单，通过光电对管进行测量，大大降低了测量误差，提高了测量的精度，本实用新型使用更加方便，成本低廉。本实用新型可用于教学演示中。

为了使得支撑组件结构稳定性更好，安装更加方便，所述支撑组件包括一对固定在底圆盘上的支撑柱，支撑柱之间经支撑板相连，所述支撑板的中部与所述U形支架的底部相连，所述支撑板与U形支架的底部形成T形结构，所述支撑棒穿过支撑板并抵触在底圆盘中心。

为了使得支撑板的固定更加可靠，所述支撑柱的上部加工有螺纹，所述支撑经两对螺母固定在支撑住上。

为了提高测量精度，所述上圆盘的顶面外周加工有刻度。

为了增强结构强度，所述中圆盘与上圆盘大小相等。

为了使得支撑棒旋转更加稳定，所述支撑棒的底端加工成圆锥形端头，所述底圆盘上加工有与圆锥形端头配合的凹槽。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型不安装涡卷弹簧示意图。

其中，1光电对管，2U形支架，3上圆盘，3a圆孔，4滑杆，5螺钉，6中圆盘，6a圆孔，7支撑板，8螺母，9支撑柱，10涡卷弹簧，11支撑棒，12底圆盘。

具体实施方式

如图1所示的一种通用数字化转动惯量实验仪，包括底圆盘12，底圆盘12上安装有支撑组件，支撑组件上固定有U形支架2，U形支架2的顶端和低端安装有一对光电对管1，支撑组件包括一对固定在底圆盘12上的支撑柱9，支撑柱9之间经支撑板7相连，支撑柱9的上部加工有螺纹，支撑板7经两对螺母8固定在支撑住上，支撑板7的中部与U形支架2的底部相连，支撑板7与U形支架2的底部形成T形结构，支撑棒11穿过支撑板7并抵触在底圆盘12中心，支撑棒11的顶部固定连接有中圆盘6，中圆盘6上固定安装有一对滑杆4，滑杆4上滑动设置有上圆盘3，上圆盘3外侧设置有锁紧上圆盘3在滑杆4上位置的螺钉5，上圆盘3的顶面外周加工有刻度，上圆盘3、中圆盘6设置在一对光电对管1之间，中圆盘6与上圆盘3上对应开设有用以通过光电对管1光束的圆孔6a、3a，支撑棒11与支撑组件之间经涡卷弹簧10相连，中圆盘6与上圆盘3大小相等，支撑棒11的底端加工成圆锥形端头，底圆盘12上加工有与圆锥形端头配合的凹槽。

本实用新型工作时，先测量未放待测物体前转盘的转动周期，开启光电对管1，然后将盘旋转π角，放开转盘，当盘上的小孔经过光电门时，计时自动开始，每一个周期自动记录一次时间，记录5个周期的时间后停止并计算每个周期时间的平均值T₀；再测量放上待测物体后的转动周期，放上待测物体并按照上圆盘3上的刻度调节物体使转轴线通过物体质心，上下调节上圆盘3固定物体，固定好后，锁紧螺钉5，在进行转动周期测量，测量方法同上，最终获得待测物体的转动周期T，利用公式，其中I为待测物体的转动惯量，I₀为空盘时转动惯量。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。