[发明专利]刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统

说明书

本发明提供了一种刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统，包括：测量模块，测量模块用于测量待测刚体的摆线周期；输入模块，输入模块用于输入相关的计算参数；控制模块，控制模块分别与测量模块和输入模块相连，控制模块用于根据摆线周期和计算参数计算待测刚体的转动惯量；显示模块，显示模块与控制模块相连，显示模块用于显示摆线周期、计算参数和转动惯量；通信模块，通信模块用于发送摆线周期、计算参数和转动惯量；上位机，上位机用于接收和存储摆线周期、计算参数和转动惯量。本发明能够减少手工测量的数据，并能够避免手工计算测量结果，从而能够减小误差，提高实验效率，同时便于实验演示与评判，结构简单，易于操作，灵活性强。

技术领域

本发明涉及物理仪器技术领域，具体涉及一种刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统。

背景技术

在工程实践中，在碰到需要得到刚体转动惯量的情况时，通常采用实验来进行测量。这是因为转动惯量的大小除了与刚体质量有关以外，还与刚体转动时的转轴位置和刚体的质量分布有关，在刚体形状简单且质量分别均匀时，能够直接计算出其绕特定轴的转动惯量，但是对于形状复杂且质量分布不均匀的刚体，通过理论计算将会极其复杂。

目前，实验测量刚体转动惯量，通常是使刚体以一定的形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量之间的关系来进行转换测量。但是，通常用于测量刚体转动惯量的装置大多结构复杂，需要测量的物理量较多，并且多为手工测量，导致误差较大，难以操作。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统，能够减少手工测量的数据，并能够避免手工计算测量结果，从而能够减小误差，提高实验效率，同时便于实验演示与评判，结构简单，易于操作，灵活性强。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统，包括：测量模块，所述测量模块用于测量待测刚体的摆线周期；输入模块，所述输入模块用于输入相关的计算参数；控制模块，所述控制模块分别与所述测量模块和所述输入模块相连，所述控制模块用于根据所述摆线周期和所述计算参数计算所述待测刚体的转动惯量；显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块用于显示所述摆线周期、所述计算参数和所述转动惯量。

根据本发明实施例的刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统，通过测量模块测量待测刚体的摆线周期，并通过输入模块输入相关的计算参数，然后通过控制模块根据摆线周期和计算参数计算出待测刚体的转动惯量，最后通过显示模块显示出摆线周期、计算参数和转动惯量，由此，能够减少手工测量的数据，并能够避免手工计算测量结果，从而能够减小误差，提高实验效率，同时便于实验演示与评判，结构简单，易于操作，灵活性强。

另外，根据本发明上述实施例提出的刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述的刚体转动惯量的智能化测量及实验管理系统，还包括：通信模块，所述通信模块与所述控制模块相连，所述通信模块用于发送所述摆线周期、所述计算参数和所述转动惯量；上位机，所述上位机与所述通信模块相连，所述上位机用于接收和存储所述摆线周期、所述计算参数和所述转动惯量。

进一步地，所述计算参数包括所述待测刚体的质量和长度。

根据本发明的一个实施例，所述测量模块包括光电耦合传感器。

根据本发明的一个实施例，所述输入模块包括矩阵键盘。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块包括STM32系列单片机，所述控制模块具体用于通过相关计算公式根据所述测量周期和所述计算参数自动计算所述待测刚体的所述转动惯量。

根据本发明的一个实施例，所述显示模块包括12864液晶。

根据本发明的一个实施例，所述通信模块包括WIFI模块。