專利名稱:臺式扭擺轉動慣量測試儀的制作方法
本發(fā)明涉及一種新型轉動慣量測試儀器，特別是一種臺式扭擺轉動慣量測試儀。
目前美軍測量轉動慣量，采用單絲扭擺和測時儀。該方法中，由于采用單絲扭擺，因此具有較高的精度，其測量誤差為1%，在用最小二乘法確定儀器常數(shù)，并對測量結果進行溫度、角度等修正，以及溫度補償措施后，其測量誤差可以減小到0.5%以下。但是也存在以下問題1.測量時必須保證待測物重心在儀器轉軸延長線上，因此它只能測待測物繞過重心轉軸的轉動慣量;2.為保持待測物重心在儀器轉軸延長線上，必須仔細調(diào)節(jié)待測物的位置，因此操作較為不便。國內(nèi)現(xiàn)有一種由帶轉軸框架及平面渦旋彈簧等組成的扭擺，它和測時儀相連，測量出周期，然后通過計算求出轉動慣量。但其只能測物體繞過重心轉軸的轉動慣量。
本發(fā)明的目的，是針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種能直接迅速、較為準確而且方便地測量物體繞任意給定轉軸轉動慣量的測試儀器。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，它包括平面渦旋彈簧、定位機構、傳感器以及測時電路、微機等。其特征在于用一個帶轉軸的平臺與平面渦旋彈簧相連接，并與傳感器、定位機構組成臺式扭擺。測時電路作為微機的一個外設，與微機聯(lián)成一體，并由多組穩(wěn)壓電源供電，組成智能轉動慣量測試裝置。該裝置的臺式扭擺作為智能轉動慣量測試裝置的物理參量變換器，用導線相連接。測量時，將待測物體放在平臺上，扭轉平臺，并用定位機構固定，使平臺有初始角位移，解脫平臺，使之扭振，傳感器將振動信號轉換為電脈沖信號，送到測時電路，測時電路在微機控制下進行測時，然后由微機進行數(shù)據(jù)采集、運算，最后得出結果。本發(fā)明由于采用臺式扭擺，測量時只需考慮過待測物重心的轉軸與儀器轉軸是否平行，不必考慮是否重合，因此它可以測量物體繞任意給定轉軸的轉動慣量。為了提高該系統(tǒng)的測量精度，采用了下述措施(1)在臺式扭擺裝置上使用定位機構，保證每次測量條件的一致性，減小測時的偶然誤差和由于晶振不準產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差;(2)在測時電路中，采用高精度比較器，提高測時靈敏度;(3)在測時電路中的輸入部分，單獨采用±15V穩(wěn)壓電源供電，并與微機及其他電路的電源隔離，提高了儀器的穩(wěn)定性和抗干擾能力;(4)采用微機進行智能化測量，縮短了測量周期，使間接測量直接化。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其主要特點是可以測量不規(guī)則物體繞任意給定軸的轉動慣量，而且測量精度較高(在不進行修正的情況下，與標準塊理論值相比較，其測量誤差小于1%)，測量速度快，穩(wěn)定性好，操作簡便。
本發(fā)明的具體結構，由以下實施例及其附圖給出。
圖1是臺式扭擺結構示意圖。
圖2是智能轉動慣量測試裝置的原理框圖。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述圖1所示的臺式扭擺，主要由帶轉軸平臺1、平面渦旋彈簧2、定位機構3、支撐架4、固定軸承5、底座6及光照式光電傳感器組成。光照式光電傳感器由光源7、光電三極管8及轉軸上的通光小孔組成。平面渦旋彈簧2的內(nèi)端與平臺1上的轉軸相連接，外端固定在支撐架4的內(nèi)側，固定軸承5將平臺1的轉軸固定在支撐架4中，支撐架4裝在底座6上，傳感器在支撐架4中，其光源7與光電三極管8分別裝在平臺1的轉軸兩邊，定位機構3安裝在支撐架4的外側。
圖2所示的智能轉動慣量測試裝置，它包括測時電路9、微機10、多組穩(wěn)壓電源11。測時電路9主要由輸入電路、高精度比較器、施密特觸發(fā)器、周期數(shù)計數(shù)器、控制門及Z80計數(shù)器定時器電路等組成。微機10主要由Z80主機、LED顯示器、打印機、鍵盤等組成。多組穩(wěn)壓電源11由+5V、+6V、±15V四路電源組成。測時電路9作為微機10的外設。由多組穩(wěn)壓電源11向測時電路9及微機10供電。
本發(fā)明廣泛適用于航天、航空、兵器、機械、電機、鐘表、縫紉機以及生物力學等科研、生產(chǎn)領域，具有很大的實用價值。
權利要求
一種新型轉動慣量測試儀，它包括平面渦旋彈簧2、定位機構3、傳感器以及測時電路9、微機10等，其特征在于用一個帶轉軸的平臺1與平面渦旋彈簧2相連接，并與傳感器、定位機構3等組成臺式扭擺，測時電路9作為微機的一個外設，與微機10聯(lián)成一體，并由多組穩(wěn)壓電源供電，組成智能轉動慣量測試裝置，臺式扭擺作為物理參量變換器，與智能轉動慣量測試裝置相連接。
專利摘要
本發(fā)明是一種新型轉動慣量測試儀，它包括平面渦旋彈簧、傳感器、定位機構、測時電路及微機，其特征在于由臺式扭擺和智能轉動慣量測試裝置組成。它能測量物體繞任意給定轉軸的轉動慣量。本發(fā)明測量精度較高(測量誤差小于1％)，速度快(測量周期小于3秒)，穩(wěn)定性好，操作方便，廣泛適用于航天、航空、兵器、機械、電機、輕工以及生物力學等科研、生產(chǎn)領域，具有很大的實用價值。
文檔編號G01M1/10GK87103777SQ87103777
公開日1988年12月7日 申請日期1987年5月19日
發(fā)明者陳賢隆, 徐肖琪, 丁彩云 申請人:華東工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan