CN210428990U - 数字化测浮力实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种数字化测浮力实验装置，包括水槽、固定在水槽内底部的滑轮、用于绕过滑轮的拉绳，拉绳一端连接测力设备，另一端用于连接被测物体，水槽的中上部设有溢水口，溢水口处的水槽外连接有出水管；测力设备为压力传感器，压力传感器连接有控制器，控制器读取压力传感器测量的数据并呈现在显示屏上。本实用新型使用压力传感器以及升降台避免由于操作不规范带来的误差，并且将人为读数改变为控制器数字显示，大大提高测量力的精度，有助于之后的实验数据分析。

Description

数字化测浮力实验装置

技术领域

本实用新型的实施例涉及教学实验用具，具体而言，涉及一种数字化测浮力实验装置。

背景技术

学生们在学习书本知识时，辅助于教学教具和实验装置，对加深所学知识的理解和掌握是有极大帮助的，尤其是对初次接触学习浮力等相关知识的学生来说，物理随堂实验装置是非常必须的。一般情况下是将透明玻璃水槽装满水，底部用橡皮泥固定住一个滑轮，用细线的一端捆住泡沫塑料块，另一端穿过滑轮套在弹簧测力计上向上拉，将泡沫塑料块拉入水中，弹簧测力计测得多大的力，则表示泡沫塑料块在水中受到了多大的浮力。该实验装置底部的滑轮用橡皮泥固定，使用时容易脱落；弹簧测力计使用不规范，造成读数有较大误差；并且无法得出有效的排开的水量数据，导致学生得出拉力越大物体所受浮力越大的错误结论。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种有效解决手动测量、读数错误造成误差大的数字化测浮力实验装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

数字化测浮力实验装置包括水槽、固定在水槽内底部的滑轮、用于绕过滑轮的拉绳，拉绳一端连接测力设备，另一端用于连接被测物体，水槽的中上部设有溢水口，溢水口处的水槽外连接有出水管；测力设备为压力传感器，压力传感器连接有控制器，控制器带有显示压力传感器测量值的显示屏。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

数字化测浮力实验装置还包括升降装置，所述升降装置包括立板、可转动地安装在立板上的螺杆、驱动螺杆转动的电机、安装在螺杆上并可随螺杆转动而上下滑动的滑块、与滑块固定连接的升降板；压力传感器固定在升降板上，并位于水槽上方；控制器与电机连接。

升降装置还包括与立板固定连接的底座，水槽安放于底座上。

数字化测浮力实验装置还包括测量容器，所述测量容器位于出水管下方。

滑轮设有两个，两个滑轮固定在装有第一磁铁的固定板上，所述水槽底部设有与第一磁铁磁性相反的第二磁铁，滑轮通过第一磁铁与第二磁铁固定在水槽底部。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：将传统的弹簧测力计改成压力传感器并使用控制器显示压力传感器测量值，提高了测量的精确度。

附图说明

图1是数字化测浮力实验装置的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

如图1所示，数字化测浮力实验装置包括水槽1、固定在水槽1内底部的滑轮2、用于绕过滑轮2的拉绳3、与拉绳3一端连接的测力设备压力传感器5、用于测量排水量测量容器4、用于上下拉动拉绳的升降装置以及控制升降装置和显示压力传感器5测量值的控制器11。

在水槽1的中上部设有溢水口，溢水口处的水槽1外连接有出水管，在出水管下方设置有测量容器4，用来测量排开的水量。滑轮2设置有两个，两个滑轮2均固定在装有第一磁铁的固定板12上，同时水槽1底部指定的位置处贴有与第一磁铁磁性相反的第二磁铁，两个滑轮2通过第一磁铁和第二磁铁的相互作用固定在水槽1内底部。拉绳3一端与被测物体连接，另一端穿过两个滑轮2与压力传感器5连接。本实施例的第一磁铁和第二磁铁均采用强力磁铁，测量容器4采用量筒或者带刻度的烧杯。

升降装置包括螺杆7、滑块8、升降板9、电机10、立板6以及用于放置水槽的底座13。立板6与底座13固定连接，螺杆7通过两个轴承座可转动地安装在立板6上，滑块8安装在螺杆7上并可随螺杆7转动而上下移动，升降板9与滑块8固定连接，升降板9与滑块8同步升降。电机10与螺杆7连接，用于控制螺杆7旋转，从而带动滑块8上下移动。压力传感器5固在升降板9上，并位于水槽1的上方，压力传感器5随升降板9同步升降。控制器11与电机10以及压力传感器5连接，控制器11上设有显示压力传感器5测量值的显示屏，控制器11通过单片机编程读取压力传感器5测量的数据并呈现在显示屏上；控制器11通过控制电机10的正转或反转带动滑块8和升降板9上升或下降。为准确地控制升降装置的升降，本实施例的电机采用步进电机。

使用时，向水槽1内加水，直至水从溢水口处溢出，待水停止溢出后，通过控制器11控制升降板9上升，压力传感器5随着升降板9一起上升，带动与其连接的拉绳3一起运动，将泡沫塑料块拉入水中，排开的水通过溢水口和出水管流入测量容器4内，能直接观测到排水量；同时压力传感器5受到的力通过控制器11的显示屏直接显示。

本实用新型对传统的实验装置进行了改进，使用压力传感器代替弹簧测力计并通过控制器的显示屏显示其受到的力，同时使用升降装置提供拉力，避免操作不规范带来的误差，提高了测量的精度；通过在水槽上设置溢水口并用测量容器测量实验过程中排开的水量，有效解决了不能测量排水量的问题；将水槽内部的滑轮改成磁吸式双滑轮，不仅增强了实验装置的稳固性，还解决了被测物与拉绳摩擦带来的误差问题。

Claims (5)

1.数字化测浮力实验装置，包括水槽、固定在水槽内底部的滑轮、用于绕过滑轮的拉绳，拉绳一端连接测力设备，另一端用于连接被测物体，其特征在于：所述水槽的中上部设有溢水口，溢水口处的水槽外连接有出水管；所述测力设备为压力传感器，压力传感器连接有控制器，控制器带有显示压力传感器测量值的显示屏。

2.根据权利要求1所述的数字化测浮力实验装置，其特征在于：还包括升降装置，所述升降装置包括立板、可转动地安装在立板上的螺杆、驱动螺杆转动的电机、安装在螺杆上并可随螺杆转动而上下滑动的滑块、与滑块固定连接的升降板；所述压力传感器固定在升降板上，并位于水槽上方；所述控制器与电机连接。

3.根据权利要求2所述的数字化测浮力实验装置，其特征在于：所述升降装置还包括与立板固定连接的底座，水槽安放于底座上。

4.根据权利要求1所述的数字化测浮力实验装置，其特征在于：还包括测量容器，所述测量容器位于出水管下方。

5.根据权利要求1所述的数字化测浮力实验装置，其特征在于：所述滑轮设有两个，两个滑轮固定在装有第一磁铁的固定板上，所述水槽底部设有与第一磁铁磁性相反的第二磁铁，滑轮通过第一磁铁与第二磁铁固定在水槽底部。

Images