供應(yīng)精密數(shù)字化直線運動試驗儀
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產(chǎn)品型號：XBL-1500L
產(chǎn)品代碼：
產(chǎn)品價格：
最后更新：2012-08-23
關(guān) 注 度：2696
生產(chǎn)企業(yè)：深圳市希佰侖電子有限公司
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產(chǎn)品詳細介紹XBL-1500L直線運動試驗儀
本試驗儀器是根據(jù)我公司發(fā)明的專利項目《一種測量位移、速度、加速度的方法及系統(tǒng)》(專利號：201210144157.2)所研制開發(fā)的精密數(shù)字化物理試驗儀器。
其中XBL-1500L/XBL-1500N/XBL-1500M/XBL-1500SP/XBL-1500E五種儀器主要硬件部分完全相同，只要增加少許配件及相應(yīng)軟件就可隨意交替使用。
【儀器組成】
直線運動試驗儀
如圖，直線運動試驗儀由導(dǎo)軌1、線光源2、滾動球3、導(dǎo)軌傾斜調(diào)節(jié)器4、二維相機傾斜調(diào)節(jié)器5、線陣CCD相機6、數(shù)據(jù)采集卡、系統(tǒng)軟件、計算機系統(tǒng)組成。
【儀器概況】
1、 導(dǎo)軌：采用兩條工業(yè)鋁型材平行放置，距離可調(diào)，直線長度為1600mm,導(dǎo)軌的傾斜度可調(diào)，導(dǎo)軌下方放置線光源。
2、光源：采用1500毫米長的節(jié)能白色日光燈，功率：35W。
3、 運動物體：采用任意球如健身鐵球、健身石球等，這些球均是低成本、易采購的物品。運動物體在導(dǎo)軌上滾動，由于導(dǎo)軌足夠光滑，球體也有一定質(zhì)量，所以幾乎沒有摩擦阻力。
4、數(shù)據(jù)采集：采用線陣CCD相機探測滾動球體的位置，CCD的像素為5150，像素尺寸為7微米，鏡頭采用50毫米定焦光學(xué)鏡頭，孔徑范圍：f/1.8-f/22。
5、采樣頻率：每毫秒采樣1次。
6、位移測量精度：±0.3mm。
7、數(shù)據(jù)處理：采用C++開發(fā)的專用測量軟件，在WINDOWS操作系統(tǒng)下運行，能以表格、圖像、公式等多種方式顯示、打印，有多種數(shù)字?jǐn)M合方法，原始測量數(shù)據(jù)可以保存為EXCEL文件格式，方便學(xué)生自主處理。
【儀器原理】
線光源水平放置，線光源發(fā)出的光線由線陣CCD相機接收并轉(zhuǎn)換成電流信號，電流信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入計算機進行運算，當(dāng)滾動球在導(dǎo)軌上滾動時，會擋住光線，計算機可以實時計算出被擋光線的位置即滾動球的位移及相應(yīng)的時刻，對采集到的大量的位移及時間數(shù)據(jù)，采用最小二乘曲線擬合的方法計算出位移隨時間變化的函數(shù)，對該函數(shù)一次求導(dǎo)可求出滾動球運動的速度，兩次求導(dǎo)可求出滾動球運動的加速度，同時結(jié)合滾動球的質(zhì)量還可精確地計算出一系列與運動相關(guān)的物理量如動量、動能、加速度、摩擦阻力等。
通過導(dǎo)軌傾斜調(diào)節(jié)器4調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的傾斜度，可以使得滾動球進行勻速滾動、勻加速滾動或勻減速滾動。
下圖為在導(dǎo)軌上滾動的球。
【系統(tǒng)軟件】
1、原始測量數(shù)據(jù)界面
上圖為原始數(shù)據(jù)顯示界面，從中可以看出本次直線運動經(jīng)歷了5343.25毫秒，位移為1433.22毫米，系統(tǒng)進行了5000個點的采樣，平均1毫秒采樣一次數(shù)據(jù)。
2、擬合數(shù)據(jù)界面
上圖為對測試數(shù)據(jù)進行擬合后的界面，共有三個顯示窗口，分別顯示位移—時間曲線、速度—時間曲線、加速度—時間曲線，位移—時間窗口同時顯示測試數(shù)據(jù)及擬合數(shù)據(jù)。由于球體在導(dǎo)軌上滾動，有一定的的阻力，所以這是一種勻減速運動，其減速度為0.026885米/秒2，減速度非常小。
3、數(shù)據(jù)輸出界面
原始測量數(shù)據(jù)可以保存為EXCEL文件，方便同學(xué)們自主對數(shù)據(jù)進行處理。
4、打印試驗報告，打印出的試驗報告如下頁所示。
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