專利名稱：一種雙懸扭擺裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物理實(shí)驗裝置，特別是用于測量轉(zhuǎn)動慣量的裝置。
測量轉(zhuǎn)動慣量的方法有兩類周期法和轉(zhuǎn)動法。在測定中小型試件的轉(zhuǎn)動慣量時多采用周期法，而扭擺是周期法測量中常用的實(shí)驗裝置。


圖1是目前常用的扭擺裝置示意圖；其結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系是懸線(2)一端固定在支架(1)上，另一端固定在圓盤(3)上，圓盤(3)被懸掛在空中；實(shí)驗包括三個步驟一是扭動圓盤(3)，二是把標(biāo)準(zhǔn)試件放在圓盤(3)上扭動圓盤(3)，三是把被測試件放在圓盤(3)上扭動圓盤(3)；測量各自的扭動周期，依據(jù)公式既可求得試件的轉(zhuǎn)動慣量。由于這種扭擺裝置僅限制了圓盤(3)在垂直方向上的位移自由度，而在水平方向上的位移自由度和旋轉(zhuǎn)自由度均無約束；在扭轉(zhuǎn)過程中，圓盤(3)易產(chǎn)生的擺動；這是產(chǎn)生測量誤差的原因之一。此外，扭擺系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)系數(shù)與懸線2下的總質(zhì)量也有關(guān)系；而這種扭擺裝置在測量過程中，懸線2下的總質(zhì)量是隨著試件的不同而變，這會導(dǎo)致測量結(jié)果的出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種能減少測量誤差的雙懸扭擺裝置。
為達(dá)此目的，本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思是在上述扭擺裝置下部的圓盤(3)上安裝既能阻止圓盤(3)擺動，又不影響圓盤(3)扭動，也能減少因質(zhì)量的變化而產(chǎn)生誤差的止動機(jī)構(gòu)。這種止動機(jī)構(gòu)只能在垂直方向上位移。
為了實(shí)現(xiàn)這一發(fā)明構(gòu)思，本實(shí)用新型在由支架(1)、懸線(2)、圓盤(3)所組成的扭擺裝置下，還安裝了由下懸線(4)、止動盤(5)和支架(1)組成的止動機(jī)構(gòu)。其中，止動盤(5)與支架(1)是孔與軸的相配合，其作用是防止止動盤(5)在水平面上的位移和旋轉(zhuǎn)；同時還應(yīng)具備能防止止動盤(5)軸向旋轉(zhuǎn)的作用結(jié)構(gòu)，有以下三種形式圓形、非圓形或多邊形。
由于本實(shí)用新型采用了在扭擺裝置下安裝只能在垂直方向位移的止動機(jī)構(gòu)，減少了圓盤(3)的擺動和由質(zhì)量的變化而引起的測量誤差，從而使測量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。由于本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，因此具有技術(shù)成熟、易于操作、制造的特點(diǎn)。為中小型試件轉(zhuǎn)動慣量的測量提供了一種更為精確的實(shí)驗裝置。
圖1目前常用的扭擺裝置示意圖(1)支架 (2)懸線 (3)圓盤圖2雙懸扭擺裝置示意圖(1)支架 (2)懸線 (3)圓盤 (4)下懸線 (5)止動盤(6)配重盤 (7)導(dǎo)桿圖3具有箱形圓盤的雙懸扭擺裝置示意圖(1)支架 (2)懸線 (3)圓盤 (4)下懸線 (5)止動盤(6)配重盤 (7)導(dǎo)桿當(dāng)采用限制止動盤(5)軸向旋轉(zhuǎn)的圓形方案時，限制垂直軸向旋轉(zhuǎn)的方案有平鍵、花鍵、導(dǎo)桿。
在前述的限制止動盤(5)軸向旋轉(zhuǎn)的各種方案中，圓形方案中的導(dǎo)桿方案同其它方案相比結(jié)構(gòu)更簡單、更易于制造。其具體結(jié)構(gòu)是如圖2所示，在止動盤(5)的具有可在軸向運(yùn)動的槽，并與垂直裝在支架(1)上的導(dǎo)桿(7)相配合；這樣止動盤(5)僅有一個在垂直方向上的位移自由度。
當(dāng)采用限制止動盤(5)軸向旋轉(zhuǎn)的非圓形方案時，止動盤(5)和支架(1)之間的結(jié)構(gòu)是橢圓形或其它非圓曲線。
當(dāng)采用限制止動盤(5)軸向旋轉(zhuǎn)的多邊形方案時，止動盤(5)和支架(1)之間的結(jié)構(gòu)是多邊形邊的數(shù)量應(yīng)大于3。
止動盤(5)可根據(jù)實(shí)驗需要設(shè)計成多個不同重量的盤；而較好的方法是在止動盤(5)的下面還裝有可以隨意添加重量的配重盤(6)。在進(jìn)行實(shí)驗步驟一時，將被測試件先放在配重盤(6)上；在進(jìn)行步驟二或三時，將被測試件分別放在圓盤(3)上；在分別進(jìn)行三個步驟實(shí)驗時使懸線(2)承受的拉力相同，也就減少了因懸線(2)下總質(zhì)量的不同而引起的系統(tǒng)誤差。
在實(shí)驗中，要求放在圓盤(3)上的被測試件應(yīng)對稱放置。由于圓盤(3)中心還裝有懸線(2)，要做到對稱放置被測試件比較困難。為解決這一問題，本實(shí)用新型將圓盤(3)做成箱形結(jié)構(gòu)。如圖3所示的圓盤(3)是由頂盤a、底盤b、側(cè)壁c組成；其相互位置是由側(cè)壁c將項盤a和底盤b連接并隔開一定距離。采用這種箱形結(jié)構(gòu)的雙懸扭擺裝置在實(shí)驗中，可以很方便地將各種形狀的被測試件放在回轉(zhuǎn)中心，更便于實(shí)際應(yīng)用。
本實(shí)用新型主要用來測量中小型試件的轉(zhuǎn)動慣量，也可用來測量切變彈性模量或扭轉(zhuǎn)系數(shù)。
權(quán)利要求1.一種雙懸扭擺裝置，由支架(1)、懸線(2)、圓盤(3)組成的扭擺裝置，其特征是在圓盤(3)下還裝有由下懸線(4)、止動盤(5)、支架(1)組成的只能在垂直方向上位移的止動機(jī)構(gòu)。
2.由權(quán)利要求1所述的雙懸扭擺裝置，其特征是止動盤(5)與支架(1)之間的結(jié)構(gòu)是平鍵或花鍵。
3.由權(quán)利要求1所述的雙懸扭擺裝置，其特征是止動盤(5)的具有可在軸向運(yùn)動的槽，并與垂直裝在支架(1)上的導(dǎo)桿(7)相配合。
4.由權(quán)利要求1所述的雙懸扭擺裝置，其特征是止動盤(5)與支架(1)之間結(jié)構(gòu)是橢圓形或非圓曲線。
5.由權(quán)利要求1所述的雙懸扭擺裝置，其特征是止動盤(5)與支架(1)之間結(jié)構(gòu)是多邊形，并且多邊形邊的數(shù)量應(yīng)大于3。
6.由權(quán)利要求1所述的雙懸扭擺裝置，其特征是在止動盤(5)的下面還裝有配重盤(6)。
7.由權(quán)利要求1所述的雙懸扭擺裝置，其特征是圓盤(3)成箱形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型為物理實(shí)驗提供了一種雙懸扭擺裝置。采用在目前常用的扭擺裝置下還裝有只能在垂直方向位移的止動機(jī)構(gòu)。具有操作簡單、測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單、易于制造的特點(diǎn)。為中小型試件轉(zhuǎn)動慣量的測量提供了一種更為精確的實(shí)驗裝置。本實(shí)用新型主要用來測量中小型試件的轉(zhuǎn)動慣量,也可用來測量切變彈性模量或扭轉(zhuǎn)系數(shù)。
文檔編號G09B23/06GK2359763SQ99237248
公開日2000年1月19日 申請日期1999年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月1日
發(fā)明者湯照, 張宜虎 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)