[发明专利]一种重力加速度测量装置

说明书

本发明公开了一种重力加速度测量装置，包括释放装置、圆筒、三个光电门、量尺、显示屏、真空泵、真空箱、小球、控制单元、基座；显示屏和真空箱均安装在基座上；真空泵通过管道与真空箱连通；释放装置、圆筒、三个光电门、量尺、小球均置于真空箱内；释放装置固定于真空箱顶部，并夹紧小球；圆筒安装在释放装置的正下方，与小球同轴，其相对的两侧各开有三个沿着圆筒延伸方向排布的孔；三个光电门安装在圆筒的外围，分别对应圆筒相对两侧的三个孔，并与对应的孔等高；量尺架设于圆筒的一侧，其延伸方向与圆筒的延伸方向一致，两者均垂直于水平面；三个光电门、显示屏、真空泵分别与控制单元连接。本发明具有操作简单、测量科学、准确度高等优点。

技术领域

本发明涉及重力加速度测量的技术领域，尤其涉及到一种重力加速度测量装置。

背景技术

测量重力加速度是重要的中学物理实验，其中，实验仪器本身所带来的系统误差，以及人眼的暂留性所导致的粗大误差等都是影响重力加速度测量精度的因素。现有的实验方法主要是两种，一种是量取并分析打点计时器所打纸带上的点的间隔，利用公式法间接得到重力加速度；另一种是利用单摆实验测量重力加速度。但以上的两种方法所测量的重力加速度与当地真实值对比，均有较大误差，分析其原因，主要是第一种方法的纸带与打点计时器限位孔之间存在滑动摩擦，第二种方法是由于空气阻力以及人眼在观察小球是否到达最低点时存在暂留性所导致的误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简单、测量科学且准确度高的重力加速度测量装置。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种重力加速度测量装置，包括释放装置、圆筒、三个光电门、量尺、显示屏、真空泵、真空箱、小球、控制单元、基座；

所述显示屏和真空箱均安装在基座上；

所述真空泵通过管道与真空箱连通，抽出真空箱中的空气；

所述释放装置、圆筒、三个光电门、量尺、小球均置于真空箱内；

其中，所述释放装置固定于真空箱顶部，并夹紧小球；圆筒安装在释放装置的正下方，与小球同轴，其相对的两侧各开有三个沿着圆筒延伸方向排布的孔；

所述三个光电门安装在圆筒的外围，分别对应圆筒相对两侧的三个孔，并与对应的孔等高；

所述量尺架设于圆筒的一侧，其延伸方向与圆筒的延伸方向一致，两者均垂直于水平面；

所述三个光电门、显示屏、真空泵分别与控制单元连接。

进一步地，所述释放装置包括可活动铁夹、固定外壳、电磁铁以及抵触弹簧；其中，可活动铁夹安装在固定外壳底部；电磁铁置于固定外壳的两翼内，并处于可活动铁夹的两侧；抵触弹簧置于可活动铁夹和电磁铁之间，其两端分别与可活动铁夹的夹片和电磁铁连接。。

进一步地，所述装置还包括有气压传感器，该气压传感器安装在真空箱内，并与控制单元进行连接。

进一步地，所述控制单元基于STC51系列的单片机进行控制。

进一步地，所述显示屏为LCD1602液晶显示屏。

进一步地，所述基座底部四角均安装有可调脚。

进一步地，所述量尺的“0”刻度线与圆筒处于最高高度的孔等高。

与现有技术相比，本方案原理及优点如下：

1.通过释放装置夹紧小球及进行小球的释放，可以避免人手释放抖动导致小球非自由落体运动的发生，保证小球的自由落体运动的有序进行。

2.释放装置采用电磁吸附的方式，可远程操控，随心所欲。