基于RS485协议的刚体转动惯量测量实验系统的设计

介绍了一种新的测量刚体转动惯量的实验方法与实验系统.在测量刚体转动惯量的物理实验中,通过增加标准刚体试件,把细绳拉力对转轴摩擦力矩的影响考虑进去,大幅度地提高了实验测试精度.另外,本作品将转动惯量测量仪采集的时间数据通过由RS485协议组成的通信网络输入到PC中,再经过编写的数据处理软件,快速准确地将待测刚体的转动惯量以及其他与刚体有关的物理量计算、显示出来,便于老师与学生的互动.     

基于视频分析软件Tracker测量刚体转动惯量

在传统刚体转动惯量实验仪器的基础上,用弹簧代替砝码,用手机拍摄实验过程,用Tracker和Origin软件处理实验数据,来研究刚体转动惯量.考虑加速度、摩擦力矩等因素的影响后,系统误差减少,并实验测量了摩擦力矩.     

利用智能手机旋转传感器测量转动惯量

在用三线摆测量转动惯量的实验中,利用智能手机旋转传感器测量出刚体在转动时的旋转角度与时间的图像,然后计算出摆动的周期,进而测量出刚体的转动惯量。并将手机测量结果与传统实验结果进行比较,验证其可行性。     

基于智能手机加速度和速度传感器刚体转动惯量的测量

将智能手机的加速度和速度传感器引入三线摆法测量刚体转动惯量实验中，使刚体摆动的周期性过程更加形象化，并通过手机自动绘制的“加速度-时间”和“速度-时间”图像获取刚体摆动周期，实现对刚体转动惯量的测量。实验结果表明，智能手机传感器测量数据合理，相对误差在实验允许范围内。将智能手机引入大学物理实验教学，不仅可以增强学生对新技术的认知，激发学生对新知识的渴望，而且可以拓展学生思维，培养学生创新精神。     

利用智能手机磁场传感器测量刚体的转动惯量

在三线摆法测量刚体转动惯量实验中,利用智能手机磁场传感器和Sensor Kinetics Pro软件,通过绘制"磁场强度-时间"图像,计算刚体转动周期,进而达到测量刚体转动惯量的目的。并将手机法测量结果与传统实验方法所得结果进行对比,验证其准确性。     

刚体转动惯量测量实验仪的改进

对F D I M I I型新型刚体转动惯量测量仪进行了改进, 从仪器的摆角控制、 周期自动测量两个方面进 行改进, 用改进后的仪器对圆盘和圆环的转动惯量进行测量, 从实验数据分析发现, 圆盘和圆环的理论值和实验值 的百分误差小于5%, 可以有效地减小实验误差     

用三线摆研究垂直轴定理

用三线摆对刚体薄圆盘绕不同轴转动时的转动惯量进行测量,通过实验与数据分析,验证了反映刚体转动惯量重要性质的垂直轴定理,从而实现了对刚体转动惯量实验内容的扩充.     

基于PASCO转动运动传感器测量刚体转动惯量

PASCO转动运动传感器可以精准地测量并实时地记录物体转动时的角速度。在落体法测量刚体转动惯量的实验中，为了提高实验的精度，将PASCO转动运动传感器与刚体转动惯量实验仪相结合，用PASCO转动运动传感器直接测量角速度并计算角加速度。改进后的仪器简化了实验步骤，提高了实验精度。对圆盘、圆环和圆柱试样的转动惯量进行测量，三组实验的相对误差分别为0.2%、0.7%和0.3%,实验结果准确。通过实验结果可得，改进后的实验仪器操作简单且测量精度很高。     

智能手机陀螺仪传感器测量转动惯量研究

利用智能手机中的微机电陀螺仪传感器采集刚性物体绕定轴转动的角速度,辅以AndroSensor手机软件进行实时记录,并利用Matlab对数据进行处理,从而精确地计算出刚体的转动惯量。本方法测量的数据与传统的光电门实验方法相比精度更高,更接近理论计算结果,且实验无需复杂的仪器支持,方便快捷,而且可以很方便地扩展到非规则刚体转动惯量的测量。本方法为刚体转动惯量的测量提供一个新的选择,为充分利用智能手机中的各种传感器参与传统物理实验提供一个新思路。     

气垫导轨在刚体转动惯量测定实验中的应用

本文介绍了一种测量刚体转动惯量的新方法。即把气垫导轨和刚体转动仪结合起来来测量刚体的转动惯量,使传统的气垫导轨实验和刚体转动惯量测定实验得以更新,提高了实验测量的精度,拓展了实验内容。     

Contact-impact analysis of geared rotor systems

In this paper, a finite element formulation, used to analyze the contact-impact behavior of geared rotor systems coupled with the rotational, lateral, and axial vibrations between gears at high rotational speeds, has been developed. A gear impact element to model the contact-impact behavior between gears has been developed and its numerical method is discussed. A relative displacement measurement idea has been proposed to measure vibration parameter for contrast experiment in high rotational geared system. The equations of motion are derived and solved iteratively during each time increment until the unbalanced force decrease to an acceptable tolerance level. Based on the proposed method, an analysis program, GEARS, has been developed. The contact-impact behavior of geared rotor systems is analyzed especially under high rotational speed condition as numerical examples, which are demonstrated to show the effectiveness of the proposed method.     

Two-line planar fluorescence for temporally resolved temperature imaging in a reacting supersonic flow over a body

An instantaneous temperature imaging technique for chemically reacting, supersonic flows over bodies is described and demonstrated in a H₂/O₂/Ar shock tube flow (M=1.3, 0.7 atm, 1760K freestream). Based on a planar fluorescence measurement, the approach uses a two-line rotational population ratio to infer temperature. The measured 2-d temperature profiles qualitatively match the expected flowfield structure around the blunt body, and the temperature increase across the bow shock in a single-shot measurement agrees within 5–10% of the prediction of a 1-d shock analysis. The significant systematic error sources for the technique are detailed, and the random error effects associated with shot-noise-limited fluorescence images are statistically analyzed to identify transitions which minimize the temperature errors for instantaneous and average measurements. Even for average temperature measurements, the analysis predicts errors which can be as large as 5–10% when noisy fluorescence images are used in conjunction with low temperature sensitivity. In general, temperature errors can be reduced by increasing sensitivity, i.e., the energy separation of the two rotational levels, until the fluorescence shot-noise rises to a value of 30–50% within the temperature range of interest.     

刚体转动惯量实验误差分析

本文指出,在单通道计时法测量刚体转动惯量的实验中,当刚体系轴上摩擦力矩较小时,可通过取较大的予置数Ｎ,来减少由于测量时间的涨落引起的转动惯量的测量误差;同时指出,外力矩中不考虑物体下落的加速度ａ时所引起的转动惯量测量偏差不能忽略;前者使测量结果偏小,后者使测量结果偏大,ａ的计入使总的测量误差变小。     

椭圆环刚体的转动惯量

利用椭圆参数方程和转动惯量定义式计算了椭圆环刚体绕垂直于环平面且通过中心的轴旋转的转动惯量.     

小型轴流式管路液力涡轮的试验研究

为获得小型管路液力涡轮的水力模型和工作特性,对不同参数下液力涡轮的水力性能进行了试验研究,分析了涡轮输出转速及扭矩的变化特性及影响因素,主要探讨了通过涡轮的流体流量、压力以及叶片安装角对涡轮水力性能的影响.多种工况的试验结果表明,液体流量是影响涡轮输出性能的主要动力参数,可以通过流量的变化调节涡轮的输出转速和输出扭矩;叶片安装角对涡轮工作效率的影响较大,不同安装角度涡轮的设计转速要与其最高效率点相对应.     

扭摆法测转动惯量的系统误差与实验改进

本文研究分析扭摆法测量转动惯量实验的系统误差来源,在此基础上对实验方法、装置提出改进,改进后实验结果与理论值的百分差可降低一至二个数量级．     

均质椭圆柱面刚体转动惯量的计算

根据转动惯量的定义,运用计算转动惯量的质量投影法,计算了均质椭圆柱面刚体对转轴的转动惯量.     

定轴转动带电体的远区磁场分布

类比定轴转动刚体转动惯量以及电偶极子电场的计算方法，得出定轴转动带电体的磁矩及其远区磁场分布。     

三线摆转动角度控制装置的设计

用FD-IM-II新型转动惯量测定仪测刚体转动惯量的实验条件之一是转动圆盘角度要小于5°,在实验中发现该仪器没有配置角度控制装置,因此无法准确控制角度,会造成实验结果误差增大。文章为FD-IM-II新型转动惯量测定仪的三线摆设计了2种转动角度控制装置的方案,这样转动角度就可以精确控制在5°范围之内,保证实验条件的满足,从而使实验结果的误差减小。     

基于阵列波导光栅的智能服装人体测温解调系统研究

研究并实现了一种应用于智能服装中人体温度测量的阵列波导光栅解调系统。分析了系统的解调原理,搭建了光纤布拉格光栅解调实验平台,采用了强度法解调出光纤光栅的布拉格波长,完成了光纤光栅传感器串联前后解调的实验。结果表明,系统对光纤布拉格光栅的布拉格波长的解调具有高线性度,波长测量精度可达0.001 nm,光纤布拉格光栅传感器间串扰所造成的解调误差为0.000 5 nm,人体温度的测量误差为±0.16 ℃。该解调系统精度高、串扰低,可适用于智能服装中人体温度的测量。