CN104318826B - 振动电机为波源的弦振动周期实验仪及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

振动电机为波源的弦振动周期实验仪，是为了解决现有弦振动实验仪存在设备结构复杂，造价高，实验有盲区，实验效率低，演示效果不明显等技术问题。该实验仪包括实验仪主体，主体的底部设有底座。所述主体上安装有振动电机部件，振动电机部件通过固定平板安装在支撑立柱上。上述振动电机部件内安装有振动电机，振动电机外转轴的右侧上安装有偏心块；外转轴的左侧上安装有测速盘、光电门。在所述底座的右侧安装有直流电源测速仪，直流电源测速仪上安装有调压调频电源和电机测速仪。上述调压调频电源安装有调压调频转换开关及电源开关等。电机测速仪上安装有给电开关及频率开关等。使用时，通过接电、调压等步骤，最后弦振动频率通过测量振动电机为波源的振动频率获得。具有结构合理，易于普及的特点。

Description

振动电机为波源的弦振动周期实验仪及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种弦振动实验仪，尤其涉及一种振动电机为波源的弦振动周期实验仪。该弦振动实验仪主要应用于大学的物理实验中，属于力热物理实验技术领域。
背景技术
目前，在力热物理弦振动实验领域中，一般采用下述弦振动波源的振动方式：电振音叉为波源的弦振动方式或电磁起振器为波源的弦振动方式。上述方式都存在许多弊端，虽然第一种方式演示效果明显，成本较低，但存在严重的实验盲区，实验效率低。而后一种演示效果不明显，且设备结构复杂，造价高，效率低，而且对弦的材料要求高，可靠性差，导致实验教学质量受影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有弦振动实验仪及装置不同程度的存在设备结构复杂，造价高，实验有盲区，实验效率低，演示效果不明显，而且对弦的材料要求高，可靠性差，实验教学质量受影响等技术问题，提供了一种新型的振动电机为波源的弦振动周期实验仪。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：振动电机为波源的弦振动周期实验仪，它包括实验仪主体，在所述实验仪主体的底部设有底座(25)，底座(25)与振动电机部件固定平板(24)通过支撑立柱(23)支撑固定，支撑立柱(23)单点支撑振动电机部件固定平板(24)并用螺钉(14)固定。上述振动电机部件固定平板(24)上安装振动电机部件(12)，振动电机部件(12)内安装有振动电机(10)，振动电机(10)通过振动电机固定架(9)固定在振动电机部件固定平板(24)上。在所述振动电机(10)的外转轴(11)右侧安装有偏心块(8)。上述振动电机部件固定平板(24)上还安装有挡板(7)并用紧固螺钉(6)紧固。上述底座(25)上安装有光电门架(4)、光电门(5)。所述振动电机(10)通过导线(13)与直流电源测频仪(22)连接。直流电源测频仪(22)设在底座(25)的左侧，其上安装有调压调频直流电源(19)和振动电机测频仪(15)。上述调压调频直流电源(19)上安装有调压开关(21)、调频开关(20)及电源开关(16)。在所述振动电机测频仪(15)上安装有周期开关(17)、频率开关(18)。在所述振动电机部件固定平板(24)的右侧边缘中间与振动弦(3)用紧固螺钉(6)紧固连接。上述振动弦(3)通过导向轮(2)连接砝码(1)。上述导向轮(2)固定在实验桌上。
本发明采用振动电机为波源的振动技术用于弦振动实验的实验仪，将振动电机部件通电，对电源调压或调频，改变振动电机振动频率和振幅，振动电机振动带动振动电机部件固定平板振动，振动电机部件固定平板振动带动弦振动。弦振动频率可以通过测量振动电机为波源的振动频率获得。采用单点支撑振动电机部件固定平板有利于振动电机部件为波源的振动。
本发明的特点及有益效果：结构合理，成本低，弦振动实验的效果好和效率高,实验教学质量优，由于设备需求量大，适合规模化生产。
具体表现在：
采用振动电机部件为振动波源，振动电机部件振动频率可通过直流电源测频仪改变和测量，弦振动频率可测可调，弦振动频率范围宽，实验研究范围宽，无实验盲区，设备少，仪器结构简单，操作简单，实验效率高。
由于振动电机外转轴右侧上安装有偏心块，振动电机振动频率稳定，频率振动精准，在振动电机部件固定平板上安装有挡板，在底座上安装有光电门架、光电门，通过导线连接到底座上右侧安装有直流电源测频仪，快捷、精准的调控和测量振动电机振动周期和弦的振动周期，可以调控出较大的振幅效果，使得调控和测量更加均匀、实验精度高，实验效果明显优于现有技术。
由于调压调频直流电源和振动电机测频仪采用一体机制成，降低了成本，实验操作方便和提高实验操作效率，减少实验操作误差,实验教学质量优。
由于振动电机为波源与用非金属绳为振动弦，振动可靠性高，演示效果明显，调节和测量容易，旧振动弦更换容易，提高实验操作效率。振动电机部件固定平板，振动电机部件外壳采用TPU制成，弹性、韧性、耐磨性、硬度、耐蚀性、可加工性及实验性等都好。
由于一所大学的物理实验一般需要20－40台，设备需求量大，有利于规模化生产。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参看图1，振动电机为波源的弦振动周期实验仪，它包括实验仪主体，在所述实验仪主体的底部设有底座25，底座25与振动电机部件固定平板24通过支撑立柱23支撑固定，支撑立柱23单点支撑振动电机部件固定平板24并用螺钉14固定。上述振动电机部件固定平板24上安装振动电机部件12，振动电机部件12内安装有振动电机10，振动电机10通过振动电机固定架9固定在振动电机部件固定平板24上。在所述振动电机10的外转轴11右侧安装有偏心块8。上述振动电机部件固定平板24上还安装有挡板7并用紧固螺钉6紧固。上述底座25上安装有光电门架4、光电门5。所述振动电机10通过导线13与直流电源测频仪22连接。直流电源测频仪22设在底座25的左侧，其上安装有调压调频直流电源19和振动电机测频仪15。上述调压调频直流电源19上安装有调压开关21、调频开关20及电源开关16。在所述振动电机测频仪15上安装有周期开关17、频率开关18。在所述振动电机部件固定平板24的右侧边缘中间与振动弦3用紧固螺钉6紧固连接。上述振动弦3通过导向轮2连接砝码1。上述导向轮2固定在实验桌上。
所述振动电机部件12振动频率可通过直流电源测频仪22改变和测量。
所述振动电机部件固定平板24，振动电机固定架9，振动电机部件7外壳全部采用TPU制成；底座2和支撑立柱23采用铸铁或木板制成；偏心块8采用Cu或Fe制成。
所述调压调频直流电源19与电机测频仪15采用一体机设计。
所述实验仪的振动弦3采用非金属绳。
工作原理
采用振动电机为波源的弦振动周期实验仪装置，通过振动电机10为波源，是动力源与振动源结合为一体的激振源。振动电机10由外加偏心块8组成，当振动电机10外转轴11旋转时，转轴11带动偏心块产生激振力通过振动电机10的振动传递给振动弦3。如图1所示，只需调节直流电源测频仪22电源电压，即可改变振动电机10两端的电压，即可调整振动电机10转速和动力，即可调整振动电机10振动频率和振幅.即可调整振动弦3的振动频率和振幅。如果振动电机10的两端电压一定，改变振动电机10两端电压频率，即可调整振动电机10转速，即可调整振动电机10振动频率，即可调整振动弦3的振动频率，振动电机10带动挡板7振动、挡板7振动由光电门5通过导线13将转速信号传递到振动电机测频仪15记录和显示振动电机10周期和频率。振动弦5振动周期和频率可以通过测量振动电机10为波源的振动周期和频率获得。
操作方法：
使用时，首先要在弦振动前对直流电源测频仪22上的调压调频直流电源19的电源开关16按动闭合接电，旋动调压开关21调压，电源电压确定后，按动调频开关20，给振动电机部件12通电，采用位于振动电机部件振动电机部件固定平板上的振动电机部件12为波源开始振动，旋动调频开关20，改变振动电机部件12振动频率，通过振动电机测频仪15的周期开关17确定振动电机10振动周期，再通过频率开关18确定振动电机10振动频率。振动电机10振动带动振动电机部件12振动，再带动振动电机部件固定平板24振动，进而带动振动弦3振动。旋动调压开关21可改变调压调频直流电源19电源电压，可改变振动电机10转速，可改变振动电机10振动频率和振幅，可改变振动电机部件12振动频率和振幅，可改变振动电机部件固定平板24振动频率和振幅，再改变振动弦3振动频率和振幅。通过振动电机部件12振动带动振动电机部件固定平板24振动，再带振动电机部件固定平板24上的挡板7振动，挡板7振动由光电门5通过导线13将振动信号传递到振动电机测频仪15记录和显示振动电机10周期和频率。振动弦3振动周期和频率可以通过测量振动电机为波源的振动周期和频率获得。

Claims (6)

1.振动电机为波源的弦振动周期实验仪，它包括实验仪主体，其特征在于：所述实验仪主体的底部设有底座(25)，底座(25)与振动电机部件固定平板(24)通过支撑立柱(23)支撑固定，支撑立柱(23)单点支撑振动电机部件固定平板(24)并用螺钉(14)固定，上述振动电机部件固定平板(24)上安装振动电机部件(12)，振动电机部件(12)内安装有振动电机(10)，振动电机(10)通过振动电机固定架(9)固定在振动电机部件固定平板(24)上，在所述振动电机(10)的外转轴(11)右侧安装有偏心块(8)，上述振动电机部件固定平板(24)上还安装有挡板(7)并用紧固螺钉(6)紧固，上述底座(25)上安装有光电门架(4)、光电门(5)，所述振动电机(10)通过导线(13)与直流电源测频仪(22)连接，直流电源测频仪(22)设在底座(25)的左侧，其上安装有调压调频直流电源(19)和振动电机测频仪(15)，上述调压调频直流电源(19)上安装有调压开关(21)、调频开关(20)及电源开关(16)，在所述振动电机测频仪(15)上安装有周期开关(17)、频率开关(18)，在所述振动电机部件固定平板(24)的右侧边缘中间与振动弦(3)用紧固螺钉(6)紧固连接，上述振动弦(3)通过导向轮(2)连接砝码(1)，上述导向轮(2)固定在实验桌上。
2.根据权利要求1所述的振动电机为波源的弦振动周期实验仪，其特征在于：所述振动电机部件(12)为振动波源，振动电机部件(12)振动频率通过直流电源测频仪(22)改变和测量。
3.根据权利要求1所述的振动电机为波源的弦振动周期实验仪，其特征在于：所述振动电机部件固定平板(24)、振动电机固定架(9)及振动电机部件(12)外壳全部采用TPU制成；底座(25)和支撑立柱(23)采用铸铁或木板制成；偏心块(8)采用Cu或Fe制成。
4.根据权利要求1所述的振动电机为波源的弦振动周期实验仪，其特征在于：所述调压调频直流电源(19)和振动电机测频仪(15)采用一体机设计。
5.根据权利要求1所述的振动电机为波源的弦振动周期实验仪，其特征在于：所述实验仪的振动弦(3)采用非金属绳。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的振动电机为波源的弦振动周期实验仪的操作方法，是通过下述步骤实现的：
首先要在弦振动前对直流电源测频仪(22)上的调压调频直流电源(19)的电源开关(16)按动闭合接电，旋动调压开关(21)调压，电源电压确定后，按动调频开关(20)，给振动电机部件(12)通电，采用位于振动电机部件固定平板上的振动电机部件(12)为波源开始振动，旋动调频开关(20)，改变振动电机部件(12)振动频率，通过振动电机测频仪(15)的周期开关(17)确定振动电机(10)振动周期，再通过频率开关(18)确定振动电机振动频率，振动电机(10)振动带动振动电机部件(12)振动，再带动振动电机部件固定平板(24)振动，进而带动振动弦(3)振动，旋动调压开关(21)可改变调压调频直流电源(19)电源电压，改变振动电机(10)转速，改变振动电机(10)振动频率和振幅，改变振动电机部件(12)振动频率和振幅，改变振动电机部件固定平板(24)振动频率和振幅，再改变振动弦(3)振动频率和振幅，通过振动电机部件(12)振动带动振动电机部件固定平板(24)振动，再带动振动电机部件固定平板(24)上的挡板(7)振动，挡板(7)振动由光电门(5)通过导线(13)将振动信号传递到振动电机测频仪(15)记录和显示振动电机(10)周期和频率，振动弦(3)振动周期和频率通过测量振动电机为波源的振动周期和频率获得。
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