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供應(yīng)精密數(shù)字化動(dòng)量守恒定律試驗(yàn)儀

產(chǎn)品型號(hào)：XBL-1500M
產(chǎn)品代碼：
產(chǎn)品價(jià)格：
最后更新：2012-08-23
關(guān) 注度：4540
生產(chǎn)企業(yè)：深圳市希佰侖電子有限公司

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產(chǎn)品詳細(xì)介紹XBL-1500M動(dòng)量守恒定律試驗(yàn)儀

　　本試驗(yàn)儀器是根據(jù)我公司發(fā)明的專利項(xiàng)目《一種測(cè)量位移、速度、加速度的方法及系統(tǒng)》(專利號(hào)：201210144157.2)所研制開發(fā)的精密數(shù)字化物理試驗(yàn)儀器。

　　其中XBL-1500L/XBL-1500N/XBL-1500M/XBL-1500SP/XBL-1500E五種儀器主要硬件部分完全相同，只要增加少許配件及相應(yīng)軟件就可隨意交替使用。

【儀器組成】

XBL-1500M動(dòng)量守恒定律試驗(yàn)儀

　　如圖，XBL-1500M動(dòng)量守恒定律試驗(yàn)儀由水平導(dǎo)軌1、線光源2、碰撞球3、碰撞球4、導(dǎo)軌傾斜調(diào)節(jié)器5、二維相機(jī)傾斜調(diào)節(jié)器6、線陣CCD相機(jī)7、數(shù)據(jù)采集卡、系統(tǒng)軟件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。

【儀器概況】

　　1、導(dǎo)軌：采用兩條工業(yè)鋁型材平行放置，距離可調(diào)，直線長(zhǎng)度為1600mm,導(dǎo)軌的傾斜度可調(diào)，導(dǎo)軌下方放置線光源。

    2、光源：采用1500毫米長(zhǎng)的節(jié)能白色日光燈，功率：35W。

    3、運(yùn)動(dòng)物體：采用兩個(gè)任意球如健身鐵球、健身石球等，這些球均是低成本、易采購(gòu)的物品，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體在導(dǎo)軌上滾動(dòng)并互相碰撞。

    4、數(shù)據(jù)采集：采用線陣CCD相機(jī)探測(cè)滾動(dòng)球體的位置，CCD的像素為5150，像素尺寸為7微米，鏡頭采用50毫米定焦光學(xué)鏡頭，孔徑范圍：f/1.8-f/22。

    5、采樣頻率：每毫秒采樣1次。

    6、位移測(cè)量精度：±0.3mm。

    7、數(shù)據(jù)處理：采用C++開發(fā)的專用測(cè)量軟件，在WINDOWS操作系統(tǒng)下運(yùn)行，能以表格、圖像、公式等多種方式顯示、打印，有多種數(shù)字?jǐn)M合方法，原始測(cè)量數(shù)據(jù)可以保存為EXCEL文件格式，方便學(xué)生自主處理。

【儀器原理】

    線光源2水平放置，線光源發(fā)出的光線由線陣CCD相機(jī)7接收并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，電流信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)碰撞球3和碰撞球4在導(dǎo)軌上滾動(dòng)時(shí)，會(huì)擋住光線，計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)計(jì)算出被擋光線的位置即碰撞球的位移及相應(yīng)的時(shí)刻，對(duì)采集到的大量的位移及時(shí)間數(shù)據(jù)，采用最小二乘曲線擬合的方法計(jì)算出位移隨時(shí)間變化的函數(shù)，對(duì)該函數(shù)一次求導(dǎo)可求出滾動(dòng)球運(yùn)動(dòng)的速度，兩次求導(dǎo)可求出滾動(dòng)球運(yùn)動(dòng)的加速度，同時(shí)結(jié)合滾動(dòng)球的質(zhì)量還可精確地計(jì)算出一系列與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理量如動(dòng)量、動(dòng)能、加速度、摩擦阻力等。

　　如下圖為在導(dǎo)軌上滾動(dòng)的兩個(gè)球。

【系統(tǒng)軟件】

1、原始測(cè)量數(shù)據(jù)界面

    上圖為原始數(shù)據(jù)顯示界面。其中紅色線為碰撞球的位移—時(shí)間曲線，天藍(lán)色線為被碰撞球的位移—時(shí)間曲線，從圖中可以看出，碰撞后的瞬間，碰撞球的速度減少，被碰撞球的速度增加。

2、擬合數(shù)據(jù)界面

    上圖為對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后的界面，共有三個(gè)顯示窗口，分別顯示位移—時(shí)間曲線、速度—時(shí)間曲線、動(dòng)量—時(shí)間曲線，位移—時(shí)間窗口同時(shí)顯示測(cè)試數(shù)據(jù)及擬合數(shù)據(jù)，并且以表格形式顯示了兩個(gè)碰撞球在碰撞前后一段時(shí)間內(nèi)的各自的速度、加速度、動(dòng)量，從圖中可看出，系統(tǒng)動(dòng)量基本保持不變。

3、數(shù)據(jù)輸出界面

原始測(cè)量數(shù)據(jù)可以保存為EXCEL文件，方便同學(xué)們自主對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

4、打印試驗(yàn)報(bào)告，打印出的試驗(yàn)報(bào)告如下頁(yè)所示。

深圳市希佰侖電子有限公司

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