SU1174963A1

SU1174963A1 - Device for determining moments of inertia of bodies

Info

Publication number: SU1174963A1
Application number: SU843683981A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Пальмихин; Геннадий Александрович Королев
Original assignee: Всесоюзное Специализированное Научно-Производственное Объединение "Союзвузприбор"
Priority date: 1984-01-03
Filing date: 1984-01-03
Publication date: 1985-08-23

Abstract

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТЕЛ, содержащий основание с вертикальной стойкой и закрепленными на ней кронштейнами, между которыми на торсионных нит х подвешена рамка дл установки испытуемого тела, и регистратор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , он имеет дополнительный кронштейн с полукруглой полкой, снабженной шкалой и дуговой прорезью, в которой установлен с возможностью перемешени в ней электромагнит , причем рамка дл установки испытуемого тела имеет ферромагнитную пластину, закрепленную в нижней части рамки в магнитном поле электромагнита и на пересечении с оптической осью фотодатчика, св занного с регистратором. (Л | со О5 00A DEVICE FOR DETERMINING MOMENTS OF INERTIA OF A TEL, containing a base with a vertical stand and fixed brackets on it, between which a frame for mounting the test body is suspended on torsion wires, and a recorder, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement, it has an additional bracket with a semicircular shelf provided with a scale and an arc slot in which an electromagnet is mounted with the possibility of mixing in it, the frame for mounting the test body has a ferromagnetic plate fixed th at the bottom of the frame in the magnetic field of the electromagnet and at the intersection with the optical axis of the photodetector associated with the registrar. (L | w O5 00

Description

Изобретение относитс к области учебHO-vaa6opaTOpHoro оборудовани , в частности к приборам дл определени моментов инерции тел, качени и может быть использовано при изучении физических основ механики в высших и средних специальных учебных заведени х дл определени эллипсоида инерции твердых тел с помощью крутильных колебаний.The invention relates to the field of educational equipment, in particular to devices for determining moments of inertia of bodies, rolling, and can be used to study the physical foundations of mechanics in higher and secondary specialized educational institutions to determine the ellipsoid of inertia of solids using torsional vibrations.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На фиг. 1 изображен прибор дл определени моментов инерции тел, обш.ий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - структурна схема отсчета и индикации периода колебаний рамки.FIG. 1 shows a device for determining moments of inertia of bodies, general view; in fig. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 - a structural scheme of reference and indication of the period of oscillation of the frame.

Прибор дл определени моментов инерции тел содержит основание-1 с регулируемыми опорами 2 и закрепленной в задней части основани 1 вертикальной стойки 3. Испытуемое тело 4 закрепл етс на рамке 5, котора подвешена на двух торсионных нит х 6 и 7, выполненных из упругой проволоки и закрепленных на вертикальной стойке 3 на кронштейнах 8 и 9. В средней чрсти вертикальной стойки 3 установлен дополнительный кронштейн 10 с полукруглой полкой 11, имеющей кольцевую прорезь 12 и шкалу 13. На полке 11 с возможностью перемещени в прорези 12 установлен электромагнит 14, фотодатчик 15 и блок 16 питани электромагнита 14. В нижней части рамки 5 закреплена ферромагнитна пластина 17, расположенна в магнитном поле электромагнита 14 на пересечении с оптической осью фотодатчика 15. В верхней части рамки 5 симметрично по диагонали размещена в качестве противовеса пластина 18. На основании 1 прибора установлен регистратор 19, св занный электрически с электромагнитом 14 и фотодатчиком 15. Регистратор 19 установлен в корпусе 20, на передней панели которого размещена индикаторна панель 21 дл отсчета периодов колебаний рамки 5, индикаторна панель 22 дл отсчета времени колебаний рамки 5, клавиша «Сеть 23 дл включени питани прибора, клавиша «Стоп 24, с помощью которой производитс фиксаци отсчетов числа периодов колебаний рамки и времени колебани рамки, а также клавища «Сброс 25 дл стирани записанных на панел х 21 и 22 результатов отсчетов. Регистратор 19 включает в себ формирователь 26 импульса, генератор 27, логический элемент ИЛИ 28, триггеры 29 и 30, логические элементы И 31-33, счетчики 34 и 35, дешифраторы 36 и 37, индикаторы 38 и 39, элемент 40 задержки, элемент 41 блокировки 1-го импульса, делитель 42.The device for determining the moments of inertia of bodies contains a base-1 with adjustable supports 2 and a vertical support 3 fixed to the rear part of the base 1. The test body 4 is fixed on frame 5, which is suspended on two torsion wires x 6 and 7, made of elastic wire and mounted on a vertical rack 3 on the brackets 8 and 9. In the middle of the vertical rack 3 an additional bracket 10 is installed with a semicircular shelf 11 having an annular slot 12 and a scale 13. On the shelf 11 it can be electrically moved in the slot 12 romagnet 14, photo sensor 15 and power supply 16 of electromagnet 14. At the bottom of frame 5 there is a ferromagnetic plate 17 located in the magnetic field of electromagnet 14 at the intersection with the optical axis of photo sensor 15. At the top of frame 5, plate 18 is symmetrically diagonally positioned as a counterweight. On base 1 of the device, the recorder 19 is connected electrically with the electromagnet 14 and the photosensor 15. The recorder 19 is installed in the housing 20, on the front panel of which the display panel 21 is located for counting periods oscillations of frame 5, indicator panel 22 for counting the oscillation time of frame 5, key "Network 23 for turning on the instrument power supply, key" Stop 24, which is used to fix the count of the number of periods of frame oscillations and time of oscillation of the frame, as well as the key "Reset 25 for erase the results of counts recorded on panel 21 and 22. Recorder 19 includes pulse generator 26, generator 27, logic element OR 28, triggers 29 and 30, logic gates AND 31-33, counters 34 and 35, decoders 36 and 37, indicators 38 and 39, delay element 40, element 41 blocking of the 1st pulse, divider 42.

Включение и отключение электромагнита 14 производ т тумблером 43 на передней панели блока питани электромагнита.Turning on and off the electromagnet 14 is produced by a toggle switch 43 on the front panel of the electromagnet power supply.

Прибор дл определени момента инерции тел работает следующим образом.A device for determining the moment of inertia of the bodies works as follows.

Эллипсоид инерции твердого тела на приборе изучаетс по методу крутильных колебаний дл случа , когда оси вращени проход т через главные оси тела, а также по главным двигател м тела, при этом согласно известным соотношени м из физических основ механики моменты инерции рамки без испытуемого тела и с испытуемым телом выражают через периоды колебаний рамки, после чего в определенном масштабе стро т сечение эллипсоида инерции плоскост ми, проход щими через главные оси и через диагонали испытуемогоThe ellipsoid of inertia of a solid body on the device is studied by the method of torsional vibrations for the case when the axis of rotation passes through the main axes of the body, as well as along the main body motors, and according to the known ratios of the physical fundamentals of mechanics, the inertia moments of the frame without the test body the test body is expressed through periods of oscillation of the frame, after which the ellipsoid inertia section of the planes passing through the main axes and through the test diagonals is constructed at a certain scale

тела.body.

Испытуемое тело 4 может быть пр моугольной или кубической формы и имеет в серединах ребер, в центрах граней и у верщин углублени дл закреплени в рамке 5.Test body 4 may be rectangular or cubic in shape and has recesses in the midpoints of the ribs, in the centers of the faces and at the vertices to be fixed in the frame 5.

0 Фиксаци рамки 5 в исходном положении производитс электромагнитом 14, взаимодействующим с металлической пластиной 17. Дл осуществлени фиксации рамки 5 ее поворачивают до соприкосновени пластины 17 с электромагнитом 14. Угол первоначального отклонени рамки 5 задаетс с помощью перемещени электромагнита в прорези и отсчитываетс по шкале 13.0 The frame 5 is fixed in the initial position by an electromagnet 14 interacting with the metal plate 17. To fix the frame 5, it is rotated before the plate 17 contacts the electromagnet 14. The initial deflection angle of the frame 5 is set by moving the electromagnet in the slot and is measured on a scale 13.

Включение прибора производитс клавишей «Сеть 23. Затем тумблером 43 включают электромагнит, который за пластину 17 прит гивает рамку 5. Подготовка регистратора 19 к работе осуществл етс нажатием клавиши «Сброс, при этом на индикаторных панел х по вл ют5 с нули, а триггер управлени закрываетс .. Запуск регистратора 19 производитс при выключении электромагнита 14 тумблером 43, в результате чего рамка 5, стрем сь к положению поко , пересечет опти„ ческую ось фотодатчика 15, что вызовет включение отсчета времени и периодов колебаний рамки 5. Фиксаци результатов отсчетов на индикаторных панел х 21 и 22 проводитс нажатием клавищи «Стоп 24.The device is turned on by pressing the "Network 23" key. Then the toggle switch 43 turns on the electromagnet, which pulls the frame 5 over the plate 17. Registrar 19 is prepared for operation by pressing the "Reset" button, while on the display panels they appear 5 with zeroes, and the control trigger closes .. The recorder 19 starts when the electromagnet 14 is turned off by the toggle switch 43, as a result of which the frame 5, tends to the rest position, crosses the optical axis of the photosensor 15, which will cause the timing and periods of oscillation of the frame 5 to start. The readings of the readings on the indicator panels 21 and 22 are carried out by pressing the key "Stop 24.

5 Принцип действи структурной схемы отсчета и индикации периода и времени колебаний заключаетс в следующем.5 The principle of operation of the reference frame and the indication of the period and time of oscillations is as follows.

При выключении электромагнита рамка 5 освобождаетс и пересекает оптическую ось фотодатчика 15, с которого проступает сигнал на усилитель-формирователь 26.When the electromagnet is turned off, the frame 5 is released and crosses the optical axis of the photo sensor 15, from which the signal to the amplifier-driver 26 emerges.

Сформированный импульс через эл.емент ИЛИ 28 поступает на триггер 28, который открывает элемент И 31. После этого с генератора 27 начинают поступать эталонные импульсы через элемент И 31,. счетчик 34,, дешифратор 36 на индикатор 38The generated pulse through the EL element 28 or 28 arrives at the trigger 28, which opens the element AND 31. After that, the reference pulses from the generator 27 begin to arrive through the element 31,. counter 34 ,, decoder 36 on indicator 38

дл отсчета времени периодов произведенных колебаний.for timing the periods of oscillations.

Одновременно первый импульс через элемент ИЛИ 28 поступает на элем.ент 41 блокировки, блокируетс и открывает элемент И 32 дл прохождени второго импульса .At the same time, the first pulse through the element OR 28 is supplied to the blocking element 41, is blocked and opens element AND 32 for passing the second pulse.

При поступлении с фотодатчика 15 второго импульса он свободно проходит через элемент И 32 на триггер 30 и далее черезWhen entering from the photo sensor 15 of the second pulse, it freely passes through the element 32 and the trigger 30 and then through

счетчик 35 и дешифратор 37 на индикатор 39 дл отсчета числа периодов колебаний рамки 5.a counter 35 and a decoder 37 on the indicator 39 to count the number of periods of oscillation of the frame 5.

При нажатии на клавишу «Стоп 24 вступает в действие элемент 40 задержки, который осуществл ет фиксацию результатов эксперимента на индикаторных панел х 21 и 22 - числа полных периодов колебаний рамки 5 и времени этих колебаний .When the Stop 24 key is pressed, a delay element 40 is activated, which fixes the experiment results on the display panels 21 and 22 — the number of full periods of oscillation of the frame 5 and the time of these oscillations.

0.д10.d1

Питание ЗкеитромагнитаNutrition of magnetrom

Стоп .. сброс г Stop .. reset g

Claims

A device for determining the moments of inertia of bodies, containing a base with a vertical stand and

1, brackets fixed to it, between which a frame for mounting the test body is suspended on torsion threads, and a recorder, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it has an additional bracket with a semicircular shelf equipped with a scale and an arc slot, in which installed with the possibility of moving an electromagnet in it, and the frame for installing the test body has a ferromagnetic plate fixed in the lower part of the frame in the magnetic field of the electromagnet and at the intersection with the optical axis odatchika associated with the registrar.