CN203705045U - 共振仪相位差测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种共振仪相位差测量装置，其包括第一电机、第二电机、传动机构、测控系统、第一传感器用于测量摆盘的振动周期，第一传感器，第一传感器与测控系统连接，测控系统与第一电机和第二电机连接，传动机构设置在第一电机和第二电机的输出轴上，在第一电机的输出轴上紧随传动机构的从动传动轮套装有跟随刻度盘，传动机构的从动传动轮通过轴承与第一电机的输出轴相配置，在第一电机的输出轴位于跟随刻度盘的一侧依次设置驱动同轴盘和驱动轮，驱动轮的偏心上设置驱动轴，驱动轴通过连杆机构带动摆盘的转动。本实用新型结构简单、操作方便，可以不受环境因素影响，在不同的照明条件下布置多台实验仪器，大大的提高了实验效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及共振仪相位差测量装置。
背景技术
波尔共振仪被用于简谐振动、阻尼振动和受迫振荡的实验研究，其中阻尼振动和受迫振动实验的设计非常直观，共振时的驱动源相位与振动系统的相位差是一个随系统参数变化的动态参数，同时也是实验中比较重要的参数，现有商品化共振仪均采用频闪法测量共振相位差。频闪法是一种较好的动态测量方法，现有商品化共振仪的闪光灯受摆盘信号光电门控制，每当摆盘上长型凹槽通过平衡位置时，光电门接受光，引起闪光。在稳定情况时，由闪光灯照射下可以看到与驱动轮同轴的有机玻璃指针好象一直“停在”某一刻度处，由此直接读出相位差。由于现有商品化共振仪使用强光源，其原理是利用眼睛的视觉暂留达到识别动态量值的目的，不可避免地引起实验者产生眼疲劳，而且多台共振仪同时使用时出现强光相互干扰。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的技术问题提供一种可以不受环境因素影响，在不同的照明条件下布置多台实验仪器的共振仪相位差测量装置。
本实用新型所采用的技术方案为：共振仪相位差测量装置，其包括第一电机、第二电机、传动机构、测控系统、第一传感器，第一传感器用于测量摆盘的振动周期，第一传感器与测控系统连接，测控系统与第一电机和第二电机连接，传动机构设置在第一电机和第二电机的输出轴上，传动机构的主动传动轮与第二电机的输出轴固定连接，在第一电机的输出轴上紧随传动机构的从动传动轮套装有跟随刻度盘，传动机构的从动传动轮通过轴承与第一电机的输出轴相配置，跟随刻度盘与传动机构的从动传动轮之间固定连接，在第一电机的输出轴位于跟随刻度盘的一侧依次设置驱动同轴盘和驱动轮，驱动同轴盘和驱动轮与第一电机的输出轴固定连接，驱动轮的偏心上设置驱动轴，驱动轴通过连杆机构带动摆盘的转动。
按上述技术方案，在第一电机上固定设置有支架，在支架上沿第一电机的输出轴的轴向方向分别对应跟随刻度盘和驱动同轴盘设置有第二传感器和第三传感器，第二传感器和第三传感器均与测控系统连接。
按上述技术方案，所述驱动同轴盘的一侧设置有轴向的凸台，该凸台套装在第一电机的输出轴上，所述轴承套装在凸台的外周。
按上述技术方案，所述传动机构为带轮传动。
按上述技术方案，所述带轮传动为啮合带传动。
按上述技术方案，所述第一电机和第二电机均为步进电机。
本实用新型所取得的有益效果为：本实用新型结构简单、操作方便，可以不受环境因素影响，在不同的照明条件下布置多台实验仪器，大大的提高了实验效率。
附图说明
图1为本实用新型的使用状态结构示意图。
图2为本实用新型中驱动同轴盘与同步跟随刻度盘的结构关系示意图。
图3为本实用新型中驱动同轴盘与同步跟随刻度盘的剖视结构图。
图中：1、第一电机，2、从动带轮，3、跟随刻度盘，4、驱动同轴盘，5、驱动轮，6、测控系统，7、第一传感器，8、摆盘，9、驱动轴，10、同步齿带，11、主动带轮，12、第二电机，13、第三传感器，14、第二传感器，15、轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1、2、3所示，其为本实用新型提供的共振仪相位差测量装置的实施例的结构示意图，由图可知，其包括第一电机1、第二电机12、测控系统6、第一传感器7，第一传感器设置在摆盘8的转轴附近，用于测量摆盘8的振动周期，第一传感器7与测控系统6连接，测控系统6与第一电机1和第二电机12连接，第二电机12的输出轴上设置有主动带轮11，在第一电机1的输出轴上套装有从动带轮2和跟随刻度盘3，从动带轮2通过轴承15与第一电机1的输出轴配设，跟随刻度盘3与从动带轮2之间固定连接，从动带轮2与主动带轮11之间通过同步齿带10传动，在第一电机1的输出轴位于跟随刻度盘3的一侧依次设置驱动同轴盘4和驱动轮5，驱动轮5的一侧设置有轴向凸台以增大传递扭矩，该凸台套装在第一电机1的输出轴上，所述轴承15套装在该凸台的外周，跟随刻度盘3和驱动同轴盘4相邻且两者之间设有一定距离的间隙，驱动同轴盘4和驱动轮5与第一电机1的输出轴固定连接，在驱动轮5的偏心上设置驱动轴9，驱动轴9通过连杆机构带动摆盘8。
为了对测量结果进行更精确的控制，在第一电机1上固定设置有支架，在支架上沿第一电机1的输出轴的轴向方向分别对应跟随刻度盘3和驱动同轴盘4设置有第二传感器14和第三传感器13，第二传感器和第三传感器均与测控系统连接。在跟随刻度盘3上刻有0°~180°的角度线，在驱动同轴盘4上沿其直径方向设置有角度指示线。
本实用新型的工作原理及工作过程为：首先通过测控系统控制第一电机1带动驱动同轴盘4及驱动轮5、驱动轴9运动，驱动轴9带动连杆机构从而带动摆盘8做受迫振动，此时，由于从动带轮2及跟随刻度盘3与第一电机1的输出轴之间是通过轴承相连，所以从动带轮2和跟随刻度盘3是不运动的，当受迫振动进入稳定振动状态时，第一传感器7检测到摆盘8以一定的周期作摆动，测控系统6控制第二电机12以与摆盘8相同的周期带动带轮机构从而带动跟随刻度盘3以与摆盘8相同的周期转动。在此过程中，第二传感器14和第三传感器13分别用于定位跟随刻度盘3和驱动同轴盘4的零刻度线，当转速较低时，可以看清驱动同轴盘4的零刻度线指向跟随刻度盘3上的对应的刻度线，此时可以读出两者的相位差。当两者的速度较高时，刻度线将看不清楚，因此可以将驱动同轴盘的零刻度线固定设置在驱动同轴盘的边缘，当驱动同轴盘4运动到这一特定位置时，停止跟随刻度盘3，对应水平位置的角度值就是相位差。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做的任何限制，例如上述的带轮传动机构也可以采用齿轮齿条机构来进行传动，并不局限上述实施方式，凡是根据本实用新型那个技术实质对以上实施例所作的任何简单的修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.共振仪相位差测量装置，其包括第一电机、第二电机、传动机构、测控系统、第一传感器，第一传感器用于测量摆盘的振动周期，第一传感器与测控系统连接，测控系统与第一电机和第二电机连接，传动机构设置在第一电机和第二电机的输出轴上，传动机构的主动传动轮与第二电机的输出轴固定连接，在第一电机的输出轴上紧随传动机构的从动传动轮套装有跟随刻度盘，传动机构的从动传动轮通过轴承与第一电机的输出轴相配置，跟随刻度盘与传动机构的从动传动轮之间固定连接，在第一电机的输出轴位于跟随刻度盘的一侧依次设置驱动同轴盘和驱动轮，驱动同轴盘和驱动轮与第一电机的输出轴固定连接，驱动轮的偏心上设置驱动轴，驱动轴通过连杆机构带动摆盘的转动。
2.根据权利要求1所述的共振仪相位差测量装置，其特征在于在第一电机上固定设置有支架，在支架上沿第一电机的输出轴的轴向方向分别对应跟随刻度盘和驱动同轴盘设置有第二传感器和第三传感器，第二传感器和第三传感器均与测控系统连接。
3.根据权利要求1或2所述的共振仪相位差测量装置，其特征在于所述驱动同轴盘的一侧设置有轴向的凸台，该凸台套装在第一电机的输出轴上，所述轴承套装在凸台的外周。
4.根据权利要求1或2所述的共振仪相位差测量装置，其特征在于所述传动机构为带轮传动。
5.根据权利要求4所述的共振仪相位差测量装置，其特征在于所述带轮传动为啮合带传动。
6.根据权利要求1或2所述的共振仪相位差测量装置，其特征在于所述第一电机和第二电机均为步进电机。
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|---|---|---|---|---|
| CN104019737A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-03 | 四川大学 | 利用数字示波器测量玻耳共振位相差的方法 |
| CN107123341A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-09-01 | 合肥通用机械研究院 | 一种展示余晖效应的动态立体演示装置 |
| CN110887560A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-03-17 | 武汉纺织大学 | 一种波尔共振仪中相位差检测的方法 |
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