CN87103777A - 台式扭摆转动惯量测试仪 - Google Patents

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CN87103777A
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China
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microcomputer
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CN 87103777
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陈贤隆
徐肖琪
丁彩云
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HUADONG POLYTECHNICAL COLLEGE
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HUADONG POLYTECHNICAL COLLEGE
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Abstract

本发明是一种新型转动惯量测试仪,它包括平面涡旋弹簧、传感器、定位机构、测时电路及微机,其特征在于由台式扭摆和智能转动惯量测试装置组成。它能测量物体绕任意给定转轴的转动惯量。本发明测量精度较高(测量误差小于1%),速度快(测量周期小于3秒),稳定性好,操作方便,广泛适用于航天、航空、兵器、机械、电机、轻工以及生物力学等科研、生产领域,具有很大的实用价值。

Description

本发明涉及一种新型转动惯量测试仪器,特别是一种台式扭摆转动惯量测试仪。
目前美军测量转动惯量,采用单丝扭摆和测时仪。该方法中,由于采用单丝扭摆,因此具有较高的精度,其测量误差为1%,在用最小二乘法确定仪器常数,并对测量结果进行温度、角度等修正,以及温度补偿措施后,其测量误差可以减小到0.5%以下。但是也存在以下问题:1.测量时必须保证待测物重心在仪器转轴延长线上,因此它只能测待测物绕过重心转轴的转动惯量;2.为保持待测物重心在仪器转轴延长线上,必须仔细调节待测物的位置,因此操作较为不便。国内现有一种由带转轴框架及平面涡旋弹簧等组成的扭摆,它和测时仪相连,测量出周期,然后通过计算求出转动惯量。但其只能测物体绕过重心转轴的转动惯量。
本发明的目的,是针对上述现有技术存在的问题,提供一种能直接迅速、较为准确而且方便地测量物体绕任意给定转轴转动惯量的测试仪器。
本发明是这样实现的,它包括平面涡旋弹簧、定位机构、传感器以及测时电路、微机等。其特征在于用一个带转轴的平台与平面涡旋弹簧相连接,并与传感器、定位机构组成台式扭摆。测时电路作为微机的一个外设,与微机联成一体,并由多组稳压电源供电,组成智能转动惯量测试装置。该装置的台式扭摆作为智能转动惯量测试装置的物理参量变换器,用导线相连接。测量时,将待测物体放在平台上,扭转平台,并用定位机构固定,使平台有初始角位移,解脱平台,使之扭振,传感器将振动信号转换为电脉冲信号,送到测时电路,测时电路在微机控制下进行测时,然后由微机进行数据采集、运算,最后得出结果。本发明由于采用台式扭摆,测量时只需考虑过待测物重心的转轴与仪器转轴是否平行,不必考虑是否重合,因此它可以测量物体绕任意给定转轴的转动惯量。为了提高该系统的测量精度,采用了下述措施:(1)在台式扭摆装置上使用定位机构,保证每次测量条件的一致性,减小测时的偶然误差和由于晶振不准产生的系统误差;(2)在测时电路中,采用高精度比较器,提高测时灵敏度;(3)在测时电路中的输入部分,单独采用±15V稳压电源供电,并与微机及其他电路的电源隔离,提高了仪器的稳定性和抗干扰能力;(4)采用微机进行智能化测量,缩短了测量周期,使间接测量直接化。
本发明与现有技术相比,其主要特点是可以测量不规则物体绕任意给定轴的转动惯量,而且测量精度较高(在不进行修正的情况下,与标准块理论值相比较,其测量误差小于1%),测量速度快,稳定性好,操作简便。
本发明的具体结构,由以下实施例及其附图给出。
图1是台式扭摆结构示意图。
图2是智能转动惯量测试装置的原理框图。
下面结合附图对本发明作进一步描述:
图1所示的台式扭摆,主要由带转轴平台1、平面涡旋弹簧2、定位机构3、支撑架4、固定轴承5、底座6及光照式光电传感器组成。光照式光电传感器由光源7、光电三极管8及转轴上的通光小孔组成。平面涡旋弹簧2的内端与平台1上的转轴相连接,外端固定在支撑架4的内侧,固定轴承5将平台1的转轴固定在支撑架4中,支撑架4装在底座6上,传感器在支撑架4中,其光源7与光电三极管8分别装在平台1的转轴两边,定位机构3安装在支撑架4的外侧。
图2所示的智能转动惯量测试装置,它包括测时电路9、微机10、多组稳压电源11。测时电路9主要由输入电路、高精度比较器、施密特触发器、周期数计数器、控制门及Z80计数器定时器电路等组成。微机10主要由Z80主机、LED显示器、打印机、键盘等组成。多组稳压电源11由+5V、+6V、±15V四路电源组成。测时电路9作为微机10的外设。由多组稳压电源11向测时电路9及微机10供电。
本发明广泛适用于航天、航空、兵器、机械、电机、钟表、缝纫机以及生物力学等科研、生产领域,具有很大的实用价值。

Claims (1)

  1. 一种新型转动惯量测试仪,它包括平面涡旋弹簧2、定位机构3、传感器以及测时电路9、微机10等,其特征在于用一个带转轴的平台1与平面涡旋弹簧2相连接,并与传感器、定位机构3等组成台式扭摆,测时电路9作为微机的一个外设,与微机10联成一体,并由多组稳压电源供电,组成智能转动惯量测试装置,台式扭摆作为物理参量变换器,与智能转动惯量测试装置相连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102393276A (zh) * 2011-09-03 2012-03-28 四川大学 高精度多功能扭摆载物装置
CN118518260A (zh) * 2024-07-24 2024-08-20 中国汽车技术研究中心有限公司 一种汽车碰撞假人转动惯量参数修正装置及方法

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