CN210719356U - 数字天平仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种数字天平仪，包括底座、固定在底座上的支架、中部铰接在支架上的横梁、悬挂在横梁两端的托盘，横梁中部安装有智能控制板，智能控制板包括单片机、与单片机连接的显示屏和倾斜角度传感器。本实用新型通过显示屏显示横梁的倾斜情况从而对比出物体轻重情况，避免当两个物体轻重差不多时出现判断错误的情况；本实用新型的天平除了可以采用左物右码的方法对比物体的轻重，还可以采用直接读数称量法，实现教学方式的多样化。

Description

数字天平仪

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，涉及一种数字天平仪。

背景技术

在小学的自然科学教学过程中附有大量的物理实验，直观性强的同时也增加了学生的求知兴趣和动手能力，天平是在物理教学中必不可少的教学用具之一，教学中常使用砝码天平，用于称取样本的重量，或者对比不同样本的重量，其主要结构是通过在支座上设置横梁，支座支撑在横梁的中部，在横梁的两端对称设置托盘，通过杠杆原理获取或对比样本的重量。目前的天平在实际教学过程中，学生需要根据天平两端的高低或通过天平上的刻度盘来判断天平是否左右平衡，但是当两个物体的轻重差不多时，天平两端几乎平衡或刻度盘的指针几乎指向中间的刻度，很容易让学生做出错误的判断，极大地增加了学生的学习难度，大大降低了教学的质量。

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，提供一种方便对比物体轻重的数字天平仪。

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：

数字天平仪包括底座、固定在底座上的支架、中部铰接在支架上的横梁、设置在横梁两端的托盘，横梁中部安装有智能控制板，智能控制板包括单片机、以及与单片机连接的显示屏和倾斜角度传感器。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

智能控制板还包括与单片机连接的声音报警器和显示灯，显示灯为三个并排设置的指示灯。

智能控制板还包括分别用于控制显示屏、声音报警器和显示灯的三个控制开关。

横梁位于支架的两侧沿长度方向对称设置有滑道，沿滑道设有平衡调节件。

滑道为腰型孔；平衡调节件包括杆身穿过滑道的螺杆，以及螺纹连接于螺杆两头的螺帽，螺帽相向旋转后夹紧于横梁两侧。

智能控制板还连接有电池。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：

在判断两个物体轻重时，倾斜角度传感器可以检测出横梁是否倾斜，并通过显示屏显示横梁倾斜角度及倾斜方向，从而对比出物体的轻重情况，能够避免当两个物体轻重差不多时出现判断错误的情况；本实用新型的天平除了可以采用左物右码的方法对比物体的轻重，还可以采用直接读数称量法，实现教学方式的多样化。

附图说明

图1是数字天平仪的结构示意图。

图2是本实用新型的平衡调节件结构示意图。

图3是本实用新型的智能控制板的结构框图。

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，数字天平仪包括底座1、支架2、横梁3、托盘4、智能控制板。支架2固定安装在底座1的中心位置，横梁3的中部铰接在支架2上，在横梁3的两端连接有托盘4。横梁3位于支架的两侧沿长度方向对称设置有滑道 5，滑道5为腰型孔，在滑道5上设有平衡调节件6。如图2所示，平衡调节件6 包括穿过滑道5的螺杆62和螺纹连接于螺杆62两头的螺帽61，当横梁3调节至平衡位置后，将两个螺帽61夹紧于横梁3两侧，避免在实验过程中螺杆发生偏移，影响实验数据。

智能控制板设置在横梁3的中部，如图3所示，智能控制板包括单片机10、倾斜角度传感器11、显示屏7、声音报警器12、显示灯9以及三个控制开关。单片机10与倾斜角度传感器11连接，倾斜角度传感器11用于检测横梁3的倾斜状态。单片机10与显示屏7连接，显示屏7用于显示横梁3的倾斜角度及横梁3的倾斜方向，当倾斜角度传感器11检测到横梁3倾斜时，将信息反馈至单片机10处，单片机10接收信息并将信息显示在显示屏7上。单片机10还与声音报警器12连接，在采用左物右码的方式进行物体重量对比时，若倾斜角度传感器11检测到天平左右不平衡时，则将信息传递至单片机10处，单片机10控制声音报警器12发出警报。单片机10还与显示灯9连接，本实施例的显示灯为三个并排设置的指示灯，若横梁左右平衡则单片机10控制中间的指示灯亮，若左边的物体重则单片机10控制左边的指示灯亮，若右边的物体重则单片机10 控制右边的指示灯亮。三个控制开关分别为连接在单片机10与显示屏7之间的第一控制开关13、连接在的单片机10与声音报警器12之间的第二控制开关14、连接在单片机10与显示灯9之间第三控制开关15，分别用于控制显示屏7、声音报警器12和显示灯9的打开与关闭，教师、学生可根据实际需要选择同时使用或使用其中一种。本实用新型的单片机采用任何型号均可。

为了提高天平使用的便利性，智能控制板的电可以由电池8提供，其中电池8不仅限于安装在横梁3上，只需要其能够给智能控制板供电即可。

在做物体轻重对比实验时，将天平放置在水平桌面，两边托盘4分别放入大小相同、重量相等的白纸，读取数字、观察显示器位于水平线上的点：数字为“0”、点位于线上标志的中点处时代表左右平衡，数字不为“0”时观察点偏向中点的左边还是右边并调整对应位置的调节件，使数字为“0”、点位于线标志的中点处；根据左物右码原则，将待称量物体放在天平左侧托盘，此时数字发生变化；再将回形针等物体作为标准物放置在天平右侧托盘，直至数字显示为“0”、点位于线标志的中点处，随后记录回形针个数，其他待测物体依次进行称量并记录；同时还可以打开声音报警器与三个显示灯，多样化的显示测量结果。也可以采用直接读取数字，将称量物体放置在左侧托盘上，通过显示屏读数并进行记录，数字越大代表物体越重。

本实用新型通过在传统的实验装置上增加单片机、倾斜角度传感器、显示屏、声音报警器以及显示灯，使物体轻重变化通过显示屏、声音报警器、显示灯的变化进行反馈，测量结果明显，使学生在探究过程中有直观体验。数字天平仪的数字显示、声音及光电功能可分别控制开关，教师、学生可以根据实际需要选择同时使用或使用其中一种。

Claims (6)

1.数字天平仪，包括底座、固定在底座上的支架、中部铰接在支架上的横梁、设置在横梁两端的托盘，其特征在于：所述横梁中部安装有智能控制板，智能控制板包括单片机，以及与单片机连接的显示屏和倾斜角度传感器。

2.根据权利要求1所述的数字天平仪，其特征在于：所述智能控制板还包括与单片机连接的声音报警器和显示灯，所述显示灯为三个并排设置的指示灯。

3.根据权利要求2所述的数字天平仪，其特征在于：所述智能控制板还包括分别用于控制显示屏、声音报警器和显示灯的三个控制开关。

4.根据权利要求1所述的数字天平仪，其特征在于：所述横梁位于支架的两侧沿长度方向对称设置有滑道，沿滑道设有平衡调节件。

5.根据权利要求4所述的数字天平仪，其特征在于：所述滑道为腰型孔；所述平衡调节件包括杆身穿过滑道的螺杆，以及螺纹连接于螺杆两头的螺帽，螺帽相向旋转后夹紧于横梁两侧。

6.根据权利要求1所述的数字天平仪，其特征在于：所述智能控制板还连接有电池。

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