CN102435783B - 玩具弹射速度测量仪的校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

玩具弹射速度测量仪的校准方法及装置，涉及计量校准技术。其校准方法，包括：依小球自由落体原理设计测速仪的校准装置，通过该测速仪的校准装置将小球自由下落不同高度达到某一水平位置时的标准速度通过计算标示系统现场标示或显示出来，以此模拟出一个标准速度，对被校玩具弹射速度测量仪所测试到的小球的速度进行对比以实现校准测试；其校准装置包括基座、定位架、小球下落轨道控制外竖管、小球下落轨道控制内竖管、小球下落起始位置孔、闸板、小球下落起始位置高度标线、高度测量装置、高度清零装置及计算显示系统。有益效果是：其标准速度的准确度高；校准装置确保小球作自由落体运动；校准快捷，通用性强，普遍适用；使用寿命长，便于推广。

Description

玩具弹射速度测量仪的校准方法及装置

技术领域

本发明涉及计量校准技术，尤其是一种对玩具弹射速度测量仪进行校准的方法及装置。

背景技术

玩具弹射速度测量仪也称玩具动能测试仪，它需称量弹射物的质量，指定弹射距离点的速度，再通过计算方能得出动能值，主要是用来衡量枪类玩具射出物的能量，以免误伤儿童。

发明内容

本发明旨在提供一种玩具弹射速度测量仪的校准方法及装置。其通用性强，普遍适用。

为此，本发明玩具弹射速度测量仪的校准方法及装置的技术方案如下：

本发明玩具弹射速度测量仪的校准方法，包括：

其一，当系统内只有重力做功时，机械能守恒，即1/2mv²=mgh，则v=(2gh)^0.5米/ 秒，其中， g为重力加速度，g=9.8米/秒²，h为小球下落的高度，单位为米；依据此原理设计玩具弹射速度测量仪的校准装置，通过该玩具弹射速度测量仪的校准装置将小球自由下落不同高度达到某一水平位置时模拟出一个标准速度并通过计算显示系统现场标示出来，以此标准速度为准，对被校玩具弹射速度测量仪所测试到的小球的速度进行对比以实现校准测试；

其二，校准步骤是：

1）将被校玩具弹射速度测量仪的传感器对准小球下落轨道的露出部位，小球落下时，确保被校玩具弹射速度测量仪的上、下布位的两个传感器均能接受到小球下落途经的信号；

2）把玩具弹射速度测量仪的校准装置的高度测量装置的高度起点对准被校玩具弹射速度测量仪的下面一个所述传感器的位置，则该位置所处的高度值为零，并作为玩具弹射速度测量仪的校准装置的小球落下高度的计算起点零，此步骤称之为高度清零；

3）将玩具弹射速度测量仪的校准装置的高度指针对准小球所在的玩具弹射速度测量仪的校准装置的小球下落起始位置高度标线，玩具弹射速度测量仪的校准装置的高度测示装置显示小球下落的高度，并且，玩具弹射速度测量仪的校准装置的计算显示系统通过计算显示出小球从此高度落下的速度的标称值V₀；

4）轻拉小球所在高度位置的闸板，小球便会自由落体，被校玩具弹射速度测量仪将会测出小球从此高度落下的速度实测值V₁；V₁是这样得出的：测量被校玩具弹射速度测量仪的上、下布位的两个传感器小球下落途经的高度差，还测量小球经过上下传感器的时间，从而得出被校玩具弹射速度测量仪测出的小球从此高度落下所产生的速度V₁；

5）、分析V_⊿＝V₀－V₁值，若V_⊿小于或等于规范的数值，被校玩具弹射速度测量仪测出的速度合格，否则，被校玩具弹射速度测量仪测出的速度不合格。

本发明玩具弹射速度测量仪的校准装置，包括基座、固定架、小球下落轨道控制外竖管、小球下落轨道控制内竖管、小球下落起始位置孔、闸板、小球下落起始位置高度标线、高度测量装置、高度清零装置及计算显示系统，固定架定位于基座上，小球下落轨道控制外竖管紧固安装于固定架，小球下落轨道控制内竖管套设于小球下落轨道控制外竖管内并能上下抽动，小球下落轨道控制内竖管及小球下落轨道控制外竖管的顺着其长度方向的中心轴线位于同一条竖直线上，小球下落轨道控制外竖管的下端处于悬空状，以便小球从小球下落轨道控制外竖管的下端落出；在小球下落轨道控制外竖管上开制至少两个位于不同高度的小球下落起始位置孔，在小球下落轨道控制内竖管上开制至少一个小球下落起始位置孔，小球下落轨道控制内竖管仅对小球下落的起始位置起定位作用，在小球下落起始位置孔的下缘的小球下落轨道控制外竖管及小球下落轨道控制内竖管上皆开制水平的闸板插槽，或仅在小球下落轨道控制外竖管上开制水平的闸板插槽；在闸板插槽中插设水平的闸板，闸板能在闸板插槽中抽动，小球从小球下落起始位置孔放进小球下落轨道控制内竖管内并位于闸板上，抽动闸板使小球失去闸板的支撑，由于小球下落轨道控制内竖管将小球下落起始位置定位在小球下落轨道控制外竖管横截面的中心位置，小球便会自由落下且使小球在下落中不会与小球下落轨道控制外竖管碰壁，确保小球作自由落体运动；插入闸板插槽的闸板之上表面所处的高度位置即是所述小球下落起始位置高度标线；所述高度测量装置与小球下落轨道控制外竖管配套设置，所述高度测量装置为光栅尺或直尺测量装置；高度清零装置与所述高度测量装置配套设置，能使所述高度测量装置的高度测量的起点“零”上下移位对准被校玩具弹射速度测量仪的下面一个所述传感器的位置，计算显示系统与所述高度测量装置相配合。

对上述技术方案进行进一步阐述：

所述光栅尺包括光栅尺指针及光栅尺演算显示器，光栅尺指针设置在小球下落轨道控制外竖管一旁；

与所述光栅尺配设的高度清零装置包括一定位竖杆，所述定位竖杆竖直固设于基座上，所述光栅尺指针配装于所述定位竖杆并能沿所述定位竖杆上下滑移；所述光栅尺指针上配装高度指针；光栅尺演算显示器既作为光栅尺的显示载体，也作为与所述光栅尺配合的计算显示系统，它能直接显示小球下落的高度及小球从此高度落下的速度的标称值V₀。

直尺测量装置包括一直尺，该直尺竖立设置在小球下落轨道控制外竖管一旁。

与直尺测量装置配设的高度清零装置包括一固定竖杆、上下滑移装置、锁定装置及高度指针，固定竖杆竖直固设于基座上，所述直尺固装于上下滑移装置上，上下滑移装置能沿固定竖杆上下滑移，锁定装置与上下滑移装置及固定竖杆配装，锁定装置在上下滑移装置滑移前及通过上下滑移使直尺的零标线处于规定的高度后将上下滑移装置锁定在固定竖杆上；高度指针水平配置于固定竖杆并能在固定竖杆上上下滑移。

与直尺测量装置配合的计算显示系统为列出小球的下落高度与小球从此高度落下的速度的标称值V₀一一对应的列表卡片（从该列表卡片上能迅速查到与下落高度对应的小球落下的速度的标称值V₀），或者为计算机及受其控制的显示器，计算机接受小球下落高度的信号，并在显示器迅速显示小球下落高度及与该高度对应的小球落下的速度的标称值V₀。

同现有技术相比，本发明的有益效果是：其一，该玩具弹射速度测量仪的校准装置将小球自由下落不同高度达到某一水平位置时的标准速度通过计算显示系统现场标示出来，该标准速度的准确度高。其二，小球下落轨道控制内竖管将小球下落起始位置定位在小球下落轨道控制外竖管横截面的中心位置，小球在下落中不会与小球下落轨道控制外竖管碰壁，确保小球作自由落体运动。其三，所述高度测量装置为光栅尺或直尺测量装置，能适应不同校准对象的需要。其四，通用性强，普遍适用。其五，本玩具弹射速度测量仪的校准装置便于制造，使用寿命长，便于推广。

附图说明

图1为本发明玩具弹射速度测量仪的校准装置实施例之一示意图；

图2为本发明玩具弹射速度测量仪的校准装置实施例之二示意图；

图3为小球下落轨道控制外竖管局部示意图。

图4为图2中光栅尺演算显示器局部放大示意图。

图中：100、玩具弹射速度测量仪的校准装置；1、基座；2、固定架；3、小球下落轨道控制外竖管；4、小球下落轨道控制内竖管；5、小球下落起始位置孔；6、闸板；7、小球下落起始位置高度标线；8、直尺；9、固定竖杆；10、上下滑移装置；11、锁定装置；12、高度指针；13、光栅尺指针；14、光栅尺演算显示器；15、定位竖杆。

具体实施方式

下面，结合附图介绍本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3及图4所示，本发明玩具弹射速度测量仪的校准方法，包括：

其一，当系统内只有重力做功时，机械能守恒，即1/2mv²=mgh；则v=(2gh)^0.5米/ 秒，其中， g为重力加速度，g=9.8米/秒²，h为小球下落的高度，单位为米；依据此原理设计玩具弹射速度测量仪的校准装置100，通过该玩具弹射速度测量仪的校准装置100将小球自由下落不同高度达到某一水平位置时模拟出一个标准速度并通过计算显示系统现场显示出来，以此标准速度为准，对被校玩具弹射速度测量仪所测试到的小球的速度进行对比以实现校准测试；

其二，校准步骤是：

1）将被校玩具弹射速度测量仪的传感器对准小球下落轨道的露出部位，小球落下时，确保被校玩具弹射速度测量仪的上、下布位的两个传感器均能接受到小球下落途经的信号；

2）把玩具弹射速度测量仪的校准装置100的高度测量装置的高度起点对准被校玩具弹射速度测量仪的下面一个所述传感器的位置，则该位置所处的高度值为零，并作为玩具弹射速度测量仪的校准装置100的小球落下高度的计算起点零，此步骤称之为高度清零；

3）将玩具弹射速度测量仪的校准装置100的高度指针12对准小球所在的玩具弹射速度测量仪的校准装置的小球下落起始位置高度标线7，玩具弹射速度测量仪的校准装置100的高度测示装置显示小球下落的高度，并且，玩具弹射速度测量仪的校准装置100的计算显示系统给出显示出小球从此高度落下的速度的标称值V₀；

4）轻拉小球所在高度位置的闸板6，小球便会自由落体，被校玩具弹射速度测量仪将会测出小球从此高度落下的速度实测值V₁；V₁是这样得出的：测量被校玩具弹射速度测量仪的上、下布位的两个传感器小球下落途经的高度差，还测量小球经过上下传感器的时间，从而得出被校玩具弹射速度测量仪测出的小球从此高度落下所产生的速度V₁；

5）、分析V_⊿＝V₀－V₁值，若V_⊿小于或等于规范的数值，被校玩具弹射速度测量仪测出的速度合格，否则，被校玩具弹射速度测量仪测出的速度不合格；

上述校准步骤在10-30℃的环境下进行。

 本发明玩具弹射速度测量仪的校准装置100，包括基座1、固定架2、小球下落轨道控制外竖管3、小球下落轨道控制内竖管4、小球下落起始位置孔5、闸板6、小球下落起始位置高度标线7、高度测量装置、高度清零装置及计算显示系统，固定架2定位于基座1上，小球下落轨道控制外竖管3紧固安装于固定架2，小球下落轨道控制内竖管4套设于小球下落轨道控制外竖管3内并能上下抽动，小球下落轨道控制内竖管4及小球下落轨道控制外竖管3的顺着其长度方向的中心轴线位于同一条竖直线上，小球下落轨道控制外竖管3的下端处于悬空状，以便小球从小球下落轨道控制外竖管3的下端落出；在小球下落轨道控制外竖管3上开制至少两个位于不同高度的小球下落起始位置孔5，在小球下落轨道控制内竖管4上开制至少一个小球下落起始位置孔5，小球下落轨道控制内竖管4仅对小球下落的起始位置起定位作用，在小球下落起始位置孔5的下缘的小球下落轨道控制外竖管3及小球下落轨道控制内竖管4上皆开制水平的闸板插槽，或仅在小球下落轨道控制外竖管3上开制水平的闸板插槽；在闸板插槽中插设水平的闸板6，闸板6能在闸板插槽中抽动，小球从小球下落起始位置孔5放进小球下落轨道控制内竖管4内并位于闸板6上，抽动闸板6使小球失去闸板6的支撑，由于小球下落轨道控制内竖4将小球下落起始位置定位在小球下落轨道控制外竖管3横截面的中心位置，小球便会自由落下且使小球在下落中不会与小球下落轨道控制外竖管3碰壁，确保小球作自由落体运动；插入闸板插槽的闸板6之上表面所处的高度位置即是所述小球下落起始位置高度标线7；所述高度测量装置与小球下落轨道控制外竖管2配套设置，所述高度测量装置为直尺测量装置（如图2所示）或光栅尺（如图1所示）；高度清零装置与所述高度测量装置配套设置，能使所述高度测量装置的高度测量的起点“零”上下移位对准被校玩具弹射速度测量仪的下面一个所述传感器的位置，计算显示系统与所述高度测量装置相配合。

所述光栅尺包括光栅尺指针13及光栅尺演算显示器14，光栅尺指针13设置在小球下落轨道控制外竖管3一旁。

与所述光栅尺配设的高度清零装置包括一定位竖杆15，所述定位竖杆15竖直固设于基座1上，所述光栅尺指针13配装于所述定位竖杆15并能沿所述定位竖杆15上下滑移；所述光栅尺指针13上配置高度指针水平12；光栅尺演算显示器14既作为光栅尺的显示载体，也作为与所述光栅尺配合的计算显示系统，它能直接显示小球下落的高度及小球从此高度落下的速度的标称值V₀，小球从某高度落下的速度的标称值V₀是计算显示系统依据光栅尺所测得的小球下落的高度值计算得出并显示出来的（图4所示）。

直尺测量装置包括一直尺8，该直尺8竖立设置在小球下落轨道控制外竖管3一旁。

与直尺测量装置配设的高度清零装置包括一固定竖杆9、上下滑移装置10、锁定装置11及高度指针12，固定竖杆9竖直固设于基座1上，所述直尺固装于上下滑移装置10上，上下滑移装置10能沿固定竖杆9上下滑移，锁定装置11与上下滑移装置10及固定竖杆9配装，锁定装置11在上下滑移装置10滑移前及通过上下滑移使直尺的零标线处于规定的高度后将上下滑移装置10锁定在固定竖杆9上。上下滑移装置10为沿固定竖杆9能上下滑移的具有滑套的杆件等，锁定装置11如螺钉等。高度指针水平12配置于固定竖杆9并能在固定竖杆9上上下滑移。

与直尺测量装置配合的计算显示系统为列出小球的下落高度与小球从此高度落下的速度的标称值V₀一一对应的列表卡片（从该列表卡片上能迅速查到与下落高度对应的小球落下的速度的标称值V₀），或者为计算机及受其控制的显示器，计算机接受小球下落高度的信号，并在显示器迅速显示小球下落高度及与该高度对应的小球落下的速度的标称值V₀。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制。本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种玩具弹射速度测量仪的校准装置，其特征在于：包括基座、固定架、小球下落轨道控制外竖管、小球下落轨道控制内竖管、小球下落起始位置孔、闸板、小球下落起始位置高度标线、高度测量装置、高度清零装置及计算显示系统，固定架定位于基座上，小球下落轨道控制外竖管紧固安装于固定架，小球下落轨道控制内竖管套设于小球下落轨道控制外竖管内并能上下抽动，小球下落轨道控制内竖管及小球下落轨道控制外竖管的顺着其长度方向的中心轴线位于同一条竖直线上，小球下落轨道控制外竖管的下端处于悬空状，以便小球从小球下落轨道控制外竖管的下端落出；在小球下落轨道控制外竖管上开制至少两个位于不同高度的小球下落起始位置孔，在小球下落轨道控制内竖管上开制至少一个小球下落起始位置孔，在小球下落轨道控制外竖管上开制水平的闸板插槽；在闸板插槽中插设水平的闸板，闸板能在闸板插槽中抽动，小球从小球下落起始位置孔放进小球下落轨道控制内竖管内并位于闸板上；插入闸板插槽的闸板之上表面所处的高度位置即是所述小球下落起始位置高度标线；所述高度测量装置与小球下落轨道控制外竖管配套设置，所述高度测量装置为光栅尺或直尺测量装置；高度清零装置与所述高度测量装置配套设置，能使所述高度测量装置的高度测量的起点“零”上下移位对准被校玩具弹射速度测量仪的下面一个传感器的位置，计算显示系统与所述高度测量装置相配合。

2.根据权利要求1所述的玩具弹射速度测量仪的校准装置，其特征在于：所述光栅尺包括光栅尺指针及光栅尺演算显示器，光栅尺指针设置在小球下落轨道控制外竖管一旁；与所述光栅尺配设的高度清零装置包括一定位竖杆，所述定位竖杆竖直固设于基座上，所述光栅尺指针配装于所述定位竖杆并能沿所述定位竖杆上下滑移；所述光栅尺指针上配装高度指针；光栅尺演算显示器既作为光栅尺的显示载体，也作为与所述光栅尺配合的计算显示系统，它能直接显示小球下落的高度及小球从此高度落下的速度的标称值V₀。

3.根据权利要求1所述的玩具弹射速度测量仪的校准装置，其特征在于：直尺测量装置包括一直尺，该直尺竖立设置在小球下落轨道控制外竖管一旁；

与直尺测量装置配设的高度清零装置包括一固定竖杆、上下滑移装置、锁定装置及高度指针，固定竖杆竖直固设于基座上，所述直尺固装于上下滑移装置上，上下滑移装置能沿固定竖杆上下滑移，锁定装置与上下滑移装置及固定竖杆配装，锁定装置在上下滑移装置滑移前及通过上下滑移使直尺的零标线处于规定的高度后将上下滑移装置锁定在固定竖杆上；高度指针水平配置于固定竖杆并能在固定竖杆上上下滑移；

与直尺测量装置配合的计算显示系统为列出小球的下落高度与小球从此高度落下的速度的标称值V₀一一对应的列表卡片，或者为计算机及受其控制的显示器，计算机接受小球下落高度的信号，并在显示器迅速显示小球下落高度及与该高度对应的小球落下的速度的标称值V₀。

4.一种玩具弹射速度测量仪的校准方法，是采用权利要求1所述的一种玩具弹射速度测量仪的校准装置对玩具弹射速度测量仪的校准方法，其特征在于：包括：

其一，当系统内只有重力做功时，机械能守恒，即1/2mV²=mgh，则V=(2gh)^0.5，V的单位为米/秒，其中， g为重力加速度，g=9.8米/秒²，h为小球下落的高度，单位为米；依据此原理设计玩具弹射速度测量仪的校准装置，通过玩具弹射速度测量仪的校准装置将小球自由下落不同高度达到某一水平位置时模拟出一个标准速度并通过计算显示系统现场标示出来，以此标准速度为准，对被校玩具弹射速度测量仪所测试到的小球的速度进行对比以实现校准测试；

其二，校准步骤是：

1）将被校玩具弹射速度测量仪的传感器对准小球下落轨道露出部位，小球落下时，确保被校玩具弹射速度测量仪的上、下部位的两个传感器均能接受到小球下落途经的信号；

2）把玩具弹射速度测量仪的校准装置的高度测量装置的高度起点对准被校玩具弹射速度测量仪的下面一个所述传感器的位置，则该位置所处的高度值为零，并作为玩具弹射速度测量仪的校准装置的小球落下高度的计算起点零，此步骤称之为高度清零；

3）将玩具弹射速度测量仪的校准装置的高度指针对准小球所在的玩具弹射速度测量仪的校准装置的小球下落起始位置高度标线，玩具弹射速度测量仪的校准装置的高度测示装置显示小球下落的高度，并且，玩具弹射速度测量仪的校准装置的计算显示系统通过计算显示出小球从此高度落下的速度的标称值V₀；

4）轻拉小球所在高度位置的闸板，小球便会自由落体，被校玩具弹射速度测量仪将会测出小球从此高度落下的速度实测值V₁；V₁是这样得出的：测量被校玩具弹射速度测量仪的上、下部位的两个传感器小球下落途经的高度差，还测量小球经过上下传感器的时间，从而得出被校玩具弹射速度测量仪测出的小球从此高度落下所产生的速度V₁；

5）、分析V_⊿＝V₀－V₁值，若V_⊿小于或等于规范的数值，被校玩具弹射速度测量仪测出的速度合格，否则，被校玩具弹射速度测量仪测出的速度不合格。