CN206685015U - 一种摩擦力测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摩擦力测量仪，包括中部设有凹部的测量平台，所述测量平台的凹部内设有水平移动并速度可调的传送带和驱动所述传送带的驱动装置，所述传送带上设有摩擦力测量块，在传送带的一侧设有支架，该支架位于传送带移动方向相反的一侧；在所述支架上设有传感器，传感器通过拉线与所述的摩擦力测量块相连。本实用新型的测量仪操作方便，可靠性高，性能稳定，数据准确，直观便捷，实验数据易于观察。

Description

一种摩擦力测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验仪器，更具体地说，涉及一种摩擦力测量仪。

背景技术

摩擦力是中学物理力学的一个教学难点，因为它是条件力，具有很强的抽象性，学生很难仅仅凭借自己的思维理解摩擦力，同时它又是具有重要性质的力，对摩擦力的掌握情况会成为中学生力学分析的关键问题。用实验去探究摩擦力是解决这一教学难点的最佳方法。传统的摩擦力演示实验，都是用弹簧秤拉着一个木块在水平摩擦面上运动，通过增加压力、更换水平摩擦面来研究与摩擦力有关的因素。这种方法存在着如下不足：一是弹簧秤位于水平面，只有前排少数同学能看到，可见度差；二是弹簧是运动的，学生不易看清读数：三是人拉动弹簧秤时很难保证真正“匀速”运动，这样就会使木块的速度忽大忽小，导致木块的加速度a不等于零，根据牛顿第二定律F_拉-f＝ma，此时木块受到的摩擦力和拉力就不再是一对平衡力(即摩擦力f不等于拉力F_拉，而弹簧秤的示数等于F_拉)，在实验中的过程中，弹簧秤指针不停地跳动，并不能稳定地指在某一刻度处，这进一步加大了理解难度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种可靠性高、性能稳定、直观便捷的摩擦力测量仪。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种摩擦力测量仪，包括中部设有凹部的测量平台，所述测量平台的凹部内设有水平移动并速度可调的传送带和驱动所述传送带的驱动装置，所述传送带上设有摩擦力测量块，在传送带的一侧设有支架，该支架位于传送带移动方向相反的一侧；在所述支架上设有传感器，传感器通过拉线与所述的摩擦力测量块相连。

进一步的，所述传送带的两端设有水平布置在所述测量平台腔体内的主动轴、从动轴，所述的驱动装置与所述的主动轴可传递扭转力连接。

更进一步的，所述的支架后侧凸出设有固定所述传感器的凸台，在所述支架下端设有与所述传感器的传感部对应的通槽，所述拉线的两端可穿过所述通槽与所述传感器及摩擦力测量块水平相连。

作为进一步的改进，所述测量平台的包括底板和设置在所述底板上的箱体状安装座，所述安装座的顶面上设有与所述传送带相适应的凹槽。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：电机和传送带代替传统的手动来控制摩擦力测量块保持做的匀速直线运动，保证摩擦力测量块得到稳定运动速度，而且不受测量平面长度的限制，没有读数时间限制，保证实验的连续性和结果的准确性；摩擦力测量块受到的拉力等于摩擦力测量块与转动传送带的摩擦力，拉力传感器准确测量摩擦力测量块受到的拉力；控制器可以控制电机的转速，以此实现传送带的速度可调，可匀速亦可加速，可以通过拉力传感器测量摩擦力测量块不同速度下的摩擦力,操作简单、便捷；拉力传感器与控制器结合，通过显示器显示实验数据，能够直观快捷地知道实验结果，解决了传统实验读取测量数据时的缺点，提高了实验数据的准确性，显示界面整洁，易于观察。

附图说明

图1是本实用新型的摩擦力测量仪的结构示意图；

图2是本实用新型的传送带控制流程图；

图3是本实用新型的测量数据处理流程图。

图中：1、测量平台；2、传送带；3、驱动装置；4、支架；5、传感器；6、拉线；7、主动轴；8、从动轴；9、指示灯；10、通槽；11、摩擦力测量块；12、控制单元；13、底板；14、安装座；15、凸台。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本实用新型的实施例是这样的：如图1-3所示，一种摩擦力测量仪包括中部设有凹部的测量平台1，测量平台1的凹部内设有水平移动并速度可调的传送带2和驱动传送带2的驱动装置3，传送带2上设有摩擦力测量块11，在传送带2的一侧设有支架4，该支架4位于传送带2移动方向相反的一侧；在支架4上设有传感器5，传感器5通过拉线6与摩擦力测量块11相连，还包括接受、处理传感器5的数据并可控制驱动装置3的控制单元12。通过控制单元12控制驱动装置3调整传送带2的转速，从而使传送带2的速度可变，传感器5通过水平拉线6与摩擦力测量块11相连，传感器5的感应部与摩擦力测量块11的拉力点在同一水平上，摩擦力测量块11受到的拉力等于摩擦力测量块11与传送带2之间的摩擦力，传感器5的测量数据经过传输到控制单元12，经处理单元12处理，可在控制单元12上直观显示实验数据,性能优良,操作方便，检测快捷、精准，学生容易理解，便于教学工作的进行，充分体现了仪器的先进性和科学性。可以控制驱动装置3匀速也可以加速，并用驱动装置3带动传送带2传动，测量摩擦力测量块11在不同运动状态下受到的摩擦力，还可通过增加摩擦力测量块11的重量测量不同重量下的摩擦力，或者更换摩擦力测量块11测量不同材料块的摩擦力,加深学生对课程内容的理解，增强课堂趣味性，激发学生研究科学知识的兴趣。

在本实施例中，传送带2的两端设有水平布置在测量平台1腔体内的主动轴7、从动轴8，驱动装置3与主动轴7可传递扭转力连接，驱动装置3为可调速电机并且与控制单元12电信号连接。

在本实施例中，支架4后侧凸出设有固定传感器5的凸台15，在支架4下端设有与传感器5的传感部对应的通槽10，拉线6的两端可穿过通槽10与传感器5及摩擦力测量块11水平相连，传感器5可通过螺钉竖直固定在凸台15上，便于传感器5的安装固定，通槽10竖向延伸到测量平台1的表面，便于传感器5的感应部与摩擦力测量块11的拉钩水平对应。

在本实施例中，控制单元12包括与驱动装置3连接并控制电机速度的驱动器和与传感器5连接并处理其感应信号的控制器，还包括显示传感器5的测量数据以及传送带2的转动速度的显示器，驱动器、控制器及显示器为一体式模块安装在测量平台1上。传送带2运动时，摩擦力测量块11与传送带2发生相对滑动并产生摩擦力，其摩擦力的大小等于传感器5对摩擦力测量块的拉力大小；还可以控制传送带2做不同速度大小的匀速运动，测量摩擦力测量块11在不同速度下的受到的摩擦力，增强实验结果的说服力。电机和传送带2代替传统的弹簧测力计拉动摩擦力测量块11做匀速直线运动，保证摩擦力测量块11得到稳定运动速度，而且不受测量平面长度的限制，没有读数时间限制，保证了实验的连续性和实验结果的准确性，减少摩擦力的测量误差。

在本实施例中，测量平台1的包括底板13和设置在底板13上的箱体状安装座14，安装座14的顶面上设有与传送带2相适应的凹槽，控制单元12设置在安装座14上表面的一侧，在安装座14上整齐布置有多个与控制单元12连接的指示灯9。通过控制器就可以通过驱动器令电机以不同的速度转动，从而使传送带2实现匀速运动或者变速运动，根据不同颜色的指示灯9可以直观了解传送带2处于何种运动状态。

使用的拉力传感器5内的弹性体(弹性元件，敏感梁)在拉力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外力变换为电信号的过程，用控制器对电信号处理，并将处理结果在液晶显示器显示，液晶显示器上设有操控界面，可触摸液晶屏幕上的虚拟按钮操控控制器。拉力传感器5与控制器结合，通过显示器显示测量数据，能够直观快捷地知道实验结果，解决了传统实验读取测量数据时的缺点，提高了实验数据的准确性，显示界面整洁，易于观察。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种摩擦力测量仪，其特征在于，包括中部设有凹部的测量平台(1)，所述测量平台(1)的凹部内设有水平移动并速度可调的传送带(2)和驱动所述传送带(2)的驱动装置(3)，所述传送带(2)上设有摩擦力测量块(11)，在传送带(2)的一侧设有支架(4)，该支架(4)位于传送带(2)移动方向相反的一侧；在所述支架(4)上设有传感器(5)，传感器(5)通过拉线(6)与所述的摩擦力测量块(11)相连。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦力测量仪，其特征在于，所述传送带(2)的两端设有水平布置在所述测量平台(1)腔体内的主动轴(7)、从动轴(8)，所述的驱动装置(3)与所述的主动轴(7)可传递扭转力连接。

3.根据权利要求1所述的一种摩擦力测量仪，其特征在于，所述的支架(4)后侧凸出设有固定所述传感器(5)的凸台(15)，在所述支架(4)下端设有与所述传感器(5)的传感部对应的通槽(10)，所述拉线(6)的两端可穿过所述通槽(10)与所述传感器(5)及摩擦力测量块(11)水平相连。

4.根据权利要求1至3任意一项中所述的一种摩擦力测量仪，其特征在于，所述测量平台(1)的包括底板(13)和设置在所述底板(13)上的箱体状安装座(14)，所述安装座(14)的顶面上设有与所述传送带(2)相适应的凹槽。