三线摆测量物体转动惯量实验方法的改进(2)
时间:2016-11-15 14:46 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
本文的主要目的在于： (1)提高三线摆实验测量刚体转动惯量的测量精度； (2)提高三线摆实验测量刚体转动惯量的测量效率； (3)为三线摆实验的优化设计提供一些参考思路。 本论文的意义在于： (1)为了提高三线摆实验的测量精度，对三线摆实验进行改进，通过对实验改进前后的测量精度进行分析，来确定改进后的实验方案是否提高了三线摆实验的测量精度，从而，得到一套新的实验精度更高的三线摆实验装置。 (2)为了提高三线摆实验的测量效率，对三线摆实验进行改进，将传统的依靠人类手工操作的步骤，用光控装置来代替，从而提高三线摆实验的测量效率。 (3)通过对三线摆实验误差进行理论分析，提出一些关于三线摆实验改进的思路和方法，从而，为以后三线摆实验的优化设计提供一些参考思路。 1.2 三线摆实验研究的现状及趋势本文来自优尔\文/论~文?网，毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324~9114找原文 1.2.1 误差分析的研究现状及趋势 2001年，董英伟在文献中导出摆角与转动惯量测量表达式的关系，探讨了摆角、摆动次数的选择和空气阻尼对测量精度的影响，其研究的结果对三线摆实验误差分析有一定的指导作用[1]； 2004年，盛忠志、易德文和杨恶恶在文献中分析了刚体转动惯量测量公式的推导及所用的近似方法，以及各种近似对实验测量结果的影响[2]； 2006年，药树栋在文献中指出在推导三线摆测量刚体转动惯量公式的过程中，得出转动惯量的误差主要来源于摆动的最大角位移过大以及操作中测量周数、晃动和长度测量失误[3]； 2012年，葛宇宏和葛志利在文献中指出三线摆法是测量转动惯量的常用方法，理论上通常都是把摆线作理想处理(即摆线质量趋于0)，但在工程测量中，被测工件往往较重，摆线不再是轻质细线，摆线质量势必会对空载的悬盘的转动惯量的测量产生影响[4]。 经过对以上文献的分析综合，可以得到引起三线摆实验的误差的主要因素为： (1)三线摆在转动的过程中要满足机械能守恒，在实验过程中下盘不能有平动，并且忽略了空气的阻力以及悬线的扭力和自身的重力，转动角还要小于 ； (2)实验过程中，三线摆的转轴需保持不变； (3)放入被测物体后，转动过程中被测物的转轴要和三线摆的转轴保持一致； (4)计时器的计时要和三线摆的转动周期保持同步。 1.2.2 周期测量的研究现状及趋势 1994年，单金德和李志源在文献中指出用数字毫秒计和光电管取代手工操作，使改进后的三线摆实验仪提高了测量精度[5]； 1996年，王淑贤在文献中介绍了三线摆测物体转动惯量实验中用光控数字毫秒计测量周期的方法，提高了测量精度[6]； 2003年，李建设和柳闻鹃在文献中指出在三线摆测量转动惯量的实验中，可以利用微机的串行口来记录三线摆的振动周期[7]。 以上研究都是用新的计时方法来代替传统的手动计时，从而提高了实验结果的精确度，同时也提高了实验效率。 1.2.3 摆角控制的研究现状及趋势 1989年，张显余和常效奇在文献中指出激光射在随三线摆下盘转动的镜面上，由反射光点摆动控制摆动角度，克服了盘扭转时的角度不易确定的弊病[8]，使实验精度有所提高； 1997年，卢学伟和苏元敏在文献中提出通过用自制的量角器控制摆角大小的实验装置。装上角度控制装置后，转动角度可控制小于 [9]； 以上研究都是在原有的实验装置上安装自制的摆角控制装置，从而将摆角有效的控制在 以下，进而提高了实验结果的精确度，同时也提高了实验效率。 (责任编辑：qin) |