基于红外反射传感器的三线摆周期测量装置
2019-02-13石明吉秦佳琼李豪博杨雪冰
物理实验 2019年1期
石明吉,秦佳琼,李豪博,洪 倩,杨雪冰
(南阳理工学院 电子与电气工程学院,河南 南阳 473004)
获取精确的汽车零部件总成惯性参量是进行汽车系统动力学分析及其隔振系统设计的重要基础. 汽车零部件惯性参量由质量、质心位置、转动惯量和惯性积组成,转动惯量的识别尤为重要[1]. 质量分布均匀、形状规则的零部件的转动惯量可以计算得到,对质量分布不均匀和形状不规则的零部件,只能实验测量得到. 三线摆法是实验测量转动惯量的常见方法[2]. 运用三线摆测量转动惯量时,需要动态测量的重要的参量是转动周期. 测量转动周期的传统方法是采用人工计数和秒表进行测量,一般要测试3次,每次测量30~50个周期的总时间,然后取平均得到单个周期. 人工计数容易出错,并且周期测量一旦出错,后期无法纠正,只能重测[3]. 为了解决人工计数的弊端,利用光电传感器、角速度传感器、单片机、手机和数据采集系统等设计了多种三线摆周期测量装置[4-6]. 这些测量装置的共同特点是通过计数计时. 由于在实际实验中,圆盘在水平面内逐渐发生轻微的横摆,很容易导致计数漏记1次[1]. 此外,采用光电传感器测量的弊端是仪器调整比较麻烦. 因此,有必要设计三线摆周期测量装置,以确保周期测量准确性. 应用红外反射传感器可以将三线摆下盘的扭摆转换成电压信号的振荡,然后利用数据采集系统获得三线摆下盘转动情况的时间历程信号……
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