[发明专利]一种基于自由落体法的重力加速度测量仪

权利要求书

1.一种基于自由落体法的重力加速度测量仪，其特征在于，包括：

实验管柱，所述实验管柱竖直放置，以供金属检测物在所述实验管柱内由上至下作自由落体运动；

设置于所述实验管柱的不同高度处且相隔预设距离的第一永磁体和第二永磁体；

设置于所述第一永磁体与所述实验管柱的管壁之间的第一磁传感器和设置于所述第二永磁体与所述实验管柱的管壁之间的第二磁传感器，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器用于在所述金属检测物分别下落至对应高度处时生成感应信号；

处理模块，所述处理模块分别与所述第一磁传感器和所述第二磁传感器相连，所述处理模块用于对所述第一磁传感器生成的感应信号和所述第二磁传感器生成的感应信号进行处理，分别得到对应的下降沿触发脉冲信号，并根据所述第一磁传感器和所述第二磁传感器对应的下降沿触发脉冲信号获取所述金属检测物在所述预设距离内的下落时间，以便根据所述预设距离和所述下落时间计算重力加速度；

所述处理模块包括：对应每个磁传感器设置的信号调理电路，所述信号调理电路与磁传感器相连，所述信号调理电路用于对所述磁传感器生成的感应信号进行转换和放大以得到电压信号；

对应每个磁传感器设置的触发比较电路，所述触发比较电路与所述信号调理电路相连，所述触发比较电路通过将所述信号调理电路输出的电压信号的电压值与参考电压进行比较，当满足触发条件时进行计时触发，输出下降沿触发脉冲信号；

信号整合电路，所述信号整合电路分别与每个触发比较电路相连，所述信号整合电路根据所述第一磁传感器和所述第二磁传感器对应的下降沿触发脉冲信号对应生成上升沿和下降沿；

单片机，所述单片机与所述信号整合电路相连，所述单片机分别根据所述上升沿和所述下降沿启动计时和停止计时，以获取所述金属检测物在所述预设距离内的下落时间，

其中，所述触发比较电路包括运算放大器，所述运算放大器的负输入端连接到所述信号调理电路的输出端，所述运算放大器的正输入端连接到参考电压端，所述运算放大器的输出端通过输出电路连接到所述信号整合电路以向所述信号整合电路输出所述下降沿触发脉冲信号，其中，所述参考电压端提供的参考电压可调，所述信号整合电路包括异或门和D触发器，其中，所述异或门的两个输入端分别与所述第一磁传感器和所述第二磁传感器对应的触发比较电路的输出端对应相连。

2.根据权利要求1所述的基于自由落体法的重力加速度测量仪，其特征在于，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均为电感传感器。

3.根据权利要求1所述的基于自由落体法的重力加速度测量仪，其特征在于，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均为霍尔传感器。

4.根据权利要求1所述的基于自由落体法的重力加速度测量仪，其特征在于，所述单片机外围配置有键盘、显示器和语音播报器。

5.根据权利要求1所述的基于自由落体法的重力加速度测量仪，其特征在于，所述实验管柱的顶部设置有用于吸附固定所述金属检测物的吸附件，所述实验管柱的底部设置有用于承接下落的所述金属检测物网袋。

6.根据权利要求5所述的基于自由落体法的重力加速度测量仪，其特征在于，还包括与所述吸附件相连的吸附开关。

7.根据权利要求1所述的基于自由落体法的重力加速度测量仪，其特征在于，所述实验管柱的侧壁标有刻度线，以便于设置所述预设距离。