[发明专利]三线摆周期测量装置

摘要

本发明公开了力学实验设备领域的三线摆周期测量装置，该系统在三线摆上圆盘的正下方固定一个光源，在下圆盘中心孔上固定一个偏振片作为起偏器，在下圆盘下方水平固定一个偏振片作为检偏器，检偏器与起偏器正对；在检偏器的下方放置光敏电阻模块，光敏电阻受光面向上，用以检查光源通过起偏器、检偏器照过来的光强。利用光敏电阻模块检测该光强的变化并转变为直流电压信号，该直流电压信号由信号采集系统进行采集和存储，实现三线摆扭摆情况的实时测量。利用Origin软件处理数据便可以快速得到三线摆扭摆的周期。由于起偏器小范围的平动不影响透射光的强度，所以该系统不会受到横摆的影响。该装置测量速度快、精度高，操作非常简单、方便、快捷。

主权项

1.一种新型三线摆周期测量装置，具有固定的上圆盘，通过三个悬线连接的下圆盘，所述上圆盘和下圆盘的圆心位于同一竖直线上，其特征在于：所述上圆盘的正下方固定有光源，所述下圆盘的中心设有中心孔，所述光源的光束竖直向下照射到中心孔的中心位置，所述中心孔上覆盖并固定有起偏器，光敏电阻模块设置在下圆盘的下面，光敏电阻模块中的光敏电阻的受光面竖直向上，正对下圆盘的中心孔，光敏电阻上套一个竖直的圆筒，检偏器平固定在圆筒上，所述检偏器的偏振化方向与起偏器的偏振化方向之间的夹角θ在45°左右；所述光源的光束竖直照下来，依次通过起偏器和检偏器，照射到光敏电阻上；三线摆扭摆的时候，起偏器随着下圆盘的扭摆而发生转动，检偏器固定不动，起偏器的偏振化方向与检偏器的偏振化方向之间的夹角θ随时间发生周期性的变化，透过检偏器照射到光敏电阻上的光强发生周期性变化，光敏电阻模块输出的模拟电压值也随时间发生周期性变化，其周期反应了三线摆扭摆的周期，光敏电阻模块输出的模拟电压信号经AD输入通道由stm32单片机读取，均值滤波后经串口发送给上位机，上位机显示当前数据并存储到电脑的内存中，上位机将内存中的数据写入到Excel表格中；根据得到的数据，利用Origin软件画图，得到光敏电阻模块输出的电压随时间变化关系；然后，利用Origin软件的FFT功能对电压随时间变化关系进行快速傅里叶变换，得到信号强度随频率的变化关系，根据主峰位置得到频率，取其倒数便得到三线摆扭摆的周期。