CN2807247Y - 固体物密度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于不溶于水而形状任意的固体物密度测量装置，采用的方法是利用阿基米德定律间接测量固体物材料的密度。仅涉及密度大于1g/cm³的不溶于水的固体物的密度测量装置。该测量装置包括荷重传感器及其支架、测量电路、微处理器、键盘、显示器、接口电路等部分组成。采用可置换荷重传感器的办法增加量程以及减小测量误差，采用内含大容量存储器的单片机，省略了每次测量需要人工记录的过程，减少了人工记录的人为偏差，测量电路采用放大、模数转换一体的集成电路，简化了模拟处理电路，降低了电路成本，提高了模拟测量电路测量精度；接口电路采用USB接口，可将微处理器芯片内保存的大量测量结果传送给计算机，便于计算机进行数据处理。

Description

固体物密度测量装置

技术领域：

本实用新型提供一种任意形状固体材料或其它固体密度物理参数测量，尤其是用于密度大于1g/cm³的不溶于水的固体物密度测量。

背景技术：

密度是物质的一个物理参数，在很多领域需要使用该物理参数。密度测量涉及液体、气体、固体密度测量。固体材料的密度测量方法有多种，不同的物质形态其测量方法不同。如利用放射性原理测量法、不等臂天平法、微波技术测量法和利用阿基米德定律间接测量等方法。这些测量方法都存在测量精度不高，人工记录，测量速度相对慢的缺点。CN2051738U公开的岩(矿)石密度测定仪比以前的密度测试方法虽然提高了测试效率和精度，但因受传感器的限制，对量程较大或量程较小的试样使用同一荷重传感器也存在测量精度误差较大的问题，由于受当时技术条件的限制，还存在其存储数据量较小，传输数据不大方便的缺点。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服上述现有技术的不足，提供一种不受所测样品量程大小限制且测量精度高，不用人工记录，测量速度快的固体物密度测量装置。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：两个以上荷重传感器1、2通过螺钉固定在支杆4的上部，荷重传感器1、2通过信号传输线6与电路装置10连接。

本实用新型的目的还可以通过以下方式实现：电路装置10是由处理电路、微处理器系统、液晶显示器、接口电路、键盘电路和系统电源构成。

本实用新型的有益效果是，经试验，可根据被测物体的重量范围和密度测量精度的要求，调换荷重传感器，提高了测量速度和测量精度，测量装置内存量大，传输数据方便，不用人工记录。

附图及附图说明

附图1为固体物密度测量装置结构图。

附图2是附图1的电路装置10的电路结构框图。

附图3是附图2的处理电路实施电路图。

附图4是附图2的微处理器系统实施电路图。

附图5是附图2的接口电路实施电路图。

1.2荷重传感器，3挂钩，4.支杆，5.装置底座，6信号传输线，7.被测物与传感器连线，8.被测物体，9.液体容器，10.电路装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型采用的方法是利用阿基米德定律间接测量固体物材料的密度，仅涉及密度大于1g/cm³的不溶于水的固体物材料的密度测量装置。

密度这个物理参数被定义为单位体积的质量，即：σ(密度值)＝m(被测物体的质量)/v(被测物体的体积)。密度测量利用阿基米德定律间接测量的过程，是采用荷重传感器在空气中测量被测物体的重量(P₁＝mg)，再将被测物体完全浸入液体或水中，测量被测物体浸入液体或水中后的重量(P2＝m1g)，若浸入液体为水，则利用公式 $\mathrm{\σ}=\frac{P_1/g}{(P_1-P_2)/({\mathrm{\σ}}_0\·g)}={\mathrm{\σ}}_0\frac{P_1}{P_1-P_2},$ 其中σ₀是液体或水的密度，即可计算出被测物体的密度。

本实用新型涉及的固体密度测试装置由荷重传感器1、2及其支杆3、处理电路、微处理器、键盘、显示器、接口电路等组成。其中荷重传感器1、2与处理电路连接，荷重传感器1、2可采用调换的办法，从而提高被测物体的重量范围和密度测量精度；测量电路采用放大、模数转换一体的集成电路，简化了模拟处理电路，降低了电路成本，提高了模拟测量电路测量精度；微处理器采用芯片内的大容量存储器的单片机，芯片内的大容量存储器可保存大量的测量结果，省略了每次测量需要人工记录的过程，减少了人工记录的人为偏差；键盘、液晶显示器是该测量装置的监控部分，显示器采用多点阵液晶显示器，处理过程使用菜单方式；接口电路采用USB接口，可将微处理器芯片内保存的大量测量结果传送给计算机，以便于计算机进行数据处理。

支杆4通过螺纹固定在装置底座5上，荷重传感器1和2通过螺钉固定在支杆4的上端，荷重传感器1和2均设有挂钩3，被测物体8通过被测物与传感器连线7挂在挂钩3上，可根据被测物体8的重量范围及测量精度要求选择荷重传感器1或荷重传感器2，荷重传感器1和2的信号经过信号传输线6与电路装置10连接，液体容器9是为了将被测物体8完全浸入液体用的，测试过程是众所周知的，不再累述。

电路结构框图中，处理电路连接在微处理器系统的P口，在微处理器系统芯片上任选一组口线分别与液晶显示器、接口电路、键盘电路连接，荷重传感器1、2均通过AD口与处理电路连接，系统电源是为该测量装置各部分电路供电服务的。

电路结构框图中的键盘电路是测量装置的测量状态输入部分；处理电路采用AD7706，为∑-Δ3通道伪差分模拟输入的模数转换器，器件内含前置放大器，对传感器送来的信号放大并进行模数转换后产生串行的数字信号输出送给微处理器电路；微处理器系统采用TI公司的MSP430F149单片机，该器件为16位RISC结构，内部有多达60KB FLASH ROM和2KB RAM，超低功耗；MSP430F149单片机完成AD7706信号的采集、处理、计算、数据存储，并控制键盘、显示和接口电路的数据传输。内部的大容量FLASH ROM可以存储大量数据，节省了人工记录的过程；接口电路为典型的USB接口电路，将微处理器保存的数据传送给计算机，以便于计算机进行处理。

Claims (2)

1、一种用于不溶于水而形状任意的固体物密度测试装置，包括装置底座、支杆、液体容器和挂钩，其特征在于，两个以上荷重传感器(1)、(2)通过螺钉固定在支杆(4)的上部，荷重传感器(1)、(2)通过信号传输线(6)与电路装置(10)连接。

2、按照权利要求1所述的固体物密度测量装置，其特征在于，电路装置(10)是由处理电路、微处理器系统、液晶显示器、接口电路、键盘电路和系统电源构成。

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