CN203102686U - 用于大学物理教学的振动测量装置 - Google Patents
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Abstract
用于大学物理教学的振动测量装置，涉及物理教学装置。包括光导纤维检测器、电压放大器、驱动输出电路、控制器和计算机；由恒流源电路和发光二极管构成发光二极管电路，由光敏二极管和电流电压变换器构成光强电流变换器；所述光导纤维检测器的底座内设置有感应物和两个圆柱形的支撑物，在感应物与上盖之间设置有三个螺旋压缩弹簧，支撑物外面缠绕有光导纤维，底座和感应物将光导纤维紧压于支撑物表面；光导纤维输入端和输出端分别与发光二极管和光敏二极管连接；电流电压变换器的输出端连接电压放大器，电压放大器、驱动输出电路、控制器和计算机依次连接。本实用新型解决了在物理教学用，不能够对振动测量进行直观的现场演示的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理教学装置，特别是一种具有光导纤维检测器的教学用振动测量装置。
背景技术
目前常使用的振动测量装置采用的是测量线圈在磁场中运动而产生的电动势大小来判断振动的结构，由于磁场本身的不均匀分布很难消除，因此存在着测量振动的频带不够宽、振幅的动态范围小、畸变大，特别是在测量微弱振动信号时灵敏度低，均使得振动测量装置的应用领域受到限制。在物理教学用，振动的振幅和频率是测量振动的两个主要参数，对于振动的振幅和频率只是采用曲线图形和抽象的公式进行教学，不能够对振动测量进行直观的现场演示。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于大学物理教学的振动测量装置，本实用新型解决了在物理教学用，不能够对振动测量进行直观的现场演示的问题。
为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：用于大学物理教学的振动测量装置，包括恒流源电路1、发光二极管2、光导纤维检测器3、光敏二极管4、电流电压变换器5、电压放大器6、驱动输出电路7、控制器8和计算机9；
由恒流源电路1和发光二极管2构成发光二极管电路，由光敏二极管4和电流电压变换器5构成光强电流变换器；
所述光导纤维检测器3包括底座10，底座10是槽形结构，底座10上端口通过螺栓安装有上盖15；底座10内设置有感应物13和两个圆柱形的支撑物11，在感应物13与上盖15之间设置有三个螺旋压缩弹簧14，三个螺旋压缩弹簧分别位于感应物上面左、右和中间位置，支撑物11外面缠绕有光导纤维12，在底座10的底面和感应物13下面相互对应的分别设置有两个圆弧形凹槽，两个支撑物11分别设置于感应物13和底座10之间并嵌入于圆弧形凹槽中，底座和感应物将光导纤维紧压于支撑物表面；
所述光导纤维检测器3的光导纤维12输入端与发光二极管2两端连接，光导纤维12输出端连接光敏二极管4两端；电流电压变换器5的输出端连接电压放大器6，电压放大器6连接驱动输出电路7，驱动输出电路7连接控制器8，控制器8连接计算机9。
本实用新型的优点：1、可以直观的在现场演示振动的测量，测量结果通过计算机直接读取，方便教学；2、光导纤维检测器内设置三个螺旋压缩弹簧，可以使得感应物压力均恒，使得纤维输出数值稳定，确保测量结果准确；3、由于光束在光纤中的传播速度块，因而对振动产生的相应的光强变化响应快，进而能测量到的振动频带宽；由于本装置可测知的光纤内光强变化的范围大，因而可测量的振幅其动态范围大；4、在检测振动时，光纤产生的位移量小且相应的位移点均有相应的光强值对应，另外光强的变化量为线性，从而使信号的畸变小，进而使得整个装置的畸变减小。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图；
图2是光导纤维检测器的结构示意图。
图中符号说明：恒流源电路1，发光二极管2，光导纤维检测器3，光敏二极管4，电流电压变换器5，电压放大器6，驱动输出电路7，控制器8，计算机9，底座10，支撑物11，光导纤维12，感应物13，螺旋压缩弹簧14，上盖15。
具体实施方式
下面用最佳的实施例对本实用新型做详细的说明。
图1-2所示，用于大学物理教学的振动测量装置，包括恒流源电路1、发光二极管2、光导纤维检测器3、光敏二极管4、电流电压变换器5、电压放大器6、驱动输出电路7、控制器8和计算机9；
由恒流源电路1和发光二极管2构成发光二极管电路，由光敏二极管4和电流电压变换器5构成光强电流变换器；
所述光导纤维检测器3包括底座10，底座10是槽形结构，底座10上端口通过螺栓安装有上盖15；底座10内设置有感应物13和两个圆柱形的支撑物11，在感应物13与上盖15之间设置有三个螺旋压缩弹簧14，三个螺旋压缩弹簧分别位于感应物上面左、右和中间位置，支撑物11外面缠绕有光导纤维12，在底座10的底面和感应物13下面相互对应的分别设置有两个圆弧形凹槽，两个支撑物11分别设置于感应物13和底座10之间并嵌入于圆弧形凹槽中，底座和感应物将光导纤维紧压于支撑物表面；
所述光导纤维检测器3的光导纤维12输入端与发光二极管2两端连接，光导纤维12输出端连接光敏二极管4两端；电流电压变换器5的输出端连接电压放大器6，电压放大器6连接驱动输出电路7，驱动输出电路7连接控制器8，控制器8连接计算机9。
光导纤维检测器中，缠绕在支撑物上的光导纤维的入端通过其入端接口与发光二极管直接相连，光导纤维出端通过其出端接口与光敏二极管直接相连；光导纤维检测器中的底座和感应物将缠绕在支撑物上的光导纤维紧压在其间。工作时，在恒流源电路中产生一恒定的电流使作为光源的发光二极管发出一恒定光强的光束，当光纤通过感应物受到外界振动的作用时，通过光纤的光强发生改变并传输至光敏二极管，从而在接受该光束的光敏二极管与电流电压变换器所形成的电路中产生相应的电压信号，该电压信号经电压放大器放大后输入到驱动输出电路中，并输出至计算机，从而完成对该外界振动的检测，计算机直观的显示振动量的测量。
本实用新型装置用于地震勘探为例：以该装置底座的底面置于被测地层所处的地面上，并使该装置与该地面紧密耦合，利用人工激发产生地震波，该地震波即振动传入地下，遇不同的地层后反射至地面，垂直于底座底面方向的振动通过底座传入，借助压缩弹簧使感应物与底座之间产生相对振动，从而使底座与感应物对光纤产生相应的压力变化，进而又使通过光纤的光强发生改变，并最终产生相应的放大电压信号输入到驱动输出电路并将该电压信号通过输出传递至计算机中。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (1)
1.用于大学物理教学的振动测量装置，其特征在于，包括恒流源电路(1)、发光二极管(2)、光导纤维检测器(3)、光敏二极管(4)、电流电压变换器(5)、电压放大器(6)、驱动输出电路(7)、控制器(8)和计算机(9)；
由恒流源电路(1)和发光二极管(2)构成发光二极管电路，由光敏二极管(4)和电流电压变换器(5)构成光强电流变换器；
所述光导纤维检测器(3)包括底座(10)，底座(10)是槽形结构，底座(10)上端口通过螺栓安装有上盖(15)；底座(10)内设置有感应物(13)和两个圆柱形的支撑物(11)，在感应物(13)与上盖(15)之间设置有三个螺旋压缩弹簧(14)，三个螺旋压缩弹簧分别位于感应物上面左、右和中间位置，支撑物(11)外面缠绕有光导纤维(12)，在底座(10)的底面和感应物(13)下面相互对应的分别设置有两个圆弧形凹槽，两个支撑物(11)分别设置于感应物(13)和底座(10)之间并嵌入于圆弧形凹槽中，底座和感应物将光导纤维紧压于支撑物表面；
所述光导纤维检测器(3)的光导纤维(12)输入端与发光二极管(2)两端连接，光导纤维(12)输出端连接光敏二极管(4)两端；电流电压变换器(5)的输出端连接电压放大器(6)，电压放大器(6)连接驱动输出电路(7)，驱动输出电路(7)连接控制器(8)，控制器(8)连接计算机(9)。
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|---|---|---|---|---|
| CN110440903A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-12 | 皖西学院 | 一种机床震动检测装置 |
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