專利名稱：磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，具體地說是一種大、中專院校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，用于研究和測量磁阻尼系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)的測定儀。
背景技術(shù)：
磁阻尼是電磁學(xué)中的重要概念，它所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)在實(shí)際中有很廣泛的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)測定儀用于測量磁性滑塊在非鐵磁質(zhì)良導(dǎo)體斜面上下滑時(shí)的速度，通過數(shù)據(jù)處理，同時(shí)求出磁阻尼系數(shù)和滑動(dòng)摩擦系數(shù)。實(shí)驗(yàn)測量內(nèi)容涉及力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等物理概念。本測定儀應(yīng)用先進(jìn)霍爾開關(guān)傳感器和單片機(jī)測量時(shí)間，具有精度高，抗干擾能力強(qiáng)、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)，是正在大規(guī)模推廣和應(yīng)用的測時(shí)技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)測定儀有助于拓寬學(xué)生視野、培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察和深入思考物理現(xiàn)象，是一個(gè)設(shè)計(jì)性、開放性實(shí)驗(yàn)，因此特別適合大、中專院校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
經(jīng)查閱國內(nèi)外教學(xué)儀器公司的資料，如德國PHYWE公司產(chǎn)品樣本中還沒有該方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，是一種新穎、實(shí)用的磁阻尼系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀。是研究和測量磁阻尼系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)的大、中專院校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。
本實(shí)用新型是一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，讓帶有磁性的滑塊在良導(dǎo)體斜面上下滑，形成滑塊受到磁阻尼作用的方法，提供了磁阻尼系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)的測量條件。
本實(shí)用新型是一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，采用先進(jìn)的開關(guān)型霍爾傳感器和單片機(jī)測量時(shí)間的技術(shù)，實(shí)驗(yàn)方法直觀和測量精確。
本實(shí)用新型是一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，由HTM-2霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)，鋁質(zhì)槽形斜面(2)，斜面固定架(3)，重錘(4)，磁性滑塊(5)，霍爾開關(guān)傳感器(6)，霍爾開關(guān)傳感器(7)組成。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，放磁性滑塊(5)在鋁質(zhì)槽形斜面(2)上方，磁性滑塊(5)開始下滑，磁性滑塊下滑至A位置時(shí)，霍爾開關(guān)傳感器(6)輸出信號(hào)，HTM-2霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)開始計(jì)時(shí)，下滑直至B位置時(shí)，霍爾開關(guān)傳感器(7)輸出信號(hào)，HTM-2霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)停止計(jì)時(shí)，并保持所計(jì)的時(shí)間，即磁性滑塊由A位置下滑至B位置的時(shí)間。由此可計(jì)算出磁性滑塊的運(yùn)動(dòng)速度。
磁性滑塊在勻速下滑的過程中，受的阻力除滑動(dòng)摩擦力FS外，還有磁阻尼力FB。設(shè)磁性滑塊在斜面處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；滑塊與斜面接觸的截面不變，其線度為l。當(dāng)滑塊以速率v下滑時(shí)，可看作斜面相對(duì)于滑塊向上運(yùn)動(dòng)而切割磁感應(yīng)線。由電磁感應(yīng)定律，在斜面上的切割磁感應(yīng)部份將產(chǎn)生電動(dòng)勢ε＝Blv如果把由于磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流流經(jīng)斜面部份的等效電阻設(shè)為R，則感應(yīng)電流應(yīng)與速度v成正比，即為I＝Blv/R，此時(shí)斜面所受到的安培力F正比于電流I，即為F∝I。而滑塊受到的磁阻尼力FB就是斜面所受安培力F的反作用力，方向與滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反。由此推出FB應(yīng)正比于v，可表達(dá)為F＝Kv(K為常數(shù)，將它稱為磁阻尼系數(shù))。因?yàn)榛瑝K運(yùn)動(dòng)是勻速的，故它在平行于斜面方向應(yīng)達(dá)到力平衡，從而有Wsinθ＝Kv+μWcosθ (1)(1)式中W是滑塊所受重力，θ是斜面與水平面的傾角，μ為滑塊與斜面間滑動(dòng)擦系數(shù)。
若將方程(1)的兩邊同時(shí)除以Wcos θ，可得方程tagθ=KW·vcosθ+μ--(2)]]>顯然，tanθ和v/cosθ呈線性關(guān)系。作出tanθ-(v/cosθ)直線圖，即可得斜率K/W和截距μ。
K＝斜率·w (3)μ＝截距 (4)由此得到磁阻尼系數(shù)K和滑塊與斜面間滑動(dòng)擦系數(shù)μ。
本實(shí)用新型的測定儀主要具有以下新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性1.用磁性滑塊在良導(dǎo)體斜面上的下滑，形成磁阻尼的方法，創(chuàng)造了磁性滑塊勻速下滑的條件。
2.應(yīng)用霍爾開關(guān)傳感器結(jié)合單片機(jī)計(jì)時(shí)儀，測量磁性滑塊的運(yùn)動(dòng)速度。
3.不同位置的下落，以一定的時(shí)間通過相同的距離，證明磁性滑塊的勻速下滑。
附圖1是本實(shí)用新型的一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀；附圖中1-HTM-2霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀；2-鋁質(zhì)槽形斜面3-斜面固定架；4-重錘；5-磁性滑塊；6-霍爾開關(guān)傳感器A；7-霍爾開關(guān)傳感器B。
最佳實(shí)施例用下列實(shí)施例來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型并不局限于下述實(shí)施例磁性滑塊(5)取圓柱體形，在其圓柱體內(nèi)粘一薄片磁鋼制成，磁鋼靠近圓柱體的一個(gè)端面。使其一個(gè)端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)。而另一端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度較弱，以至可以忽略不計(jì)。為了區(qū)別，在弱磁場面上標(biāo)示”S”。
為了提高鋁質(zhì)斜面(2)的耐磨性，用透明隱形膠帶粘于鋁質(zhì)斜面(2)上，。調(diào)節(jié)斜面固定架(3)，使鋁質(zhì)槽形斜面(2)呈一定的傾角，放磁性滑塊(5)在鋁質(zhì)槽形斜面(2)上方，磁性滑塊(5)開始下滑，磁性滑塊下滑至A位置時(shí)，裝于A位置的霍爾開關(guān)傳感器(6)輸出信號(hào)，HTM-2霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)開始計(jì)時(shí)，磁性滑塊繼續(xù)下滑直至B位置時(shí)，裝于B位置的霍爾開關(guān)傳感器(7)輸出信號(hào)，HTM-2霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)停止計(jì)時(shí)，并保持所計(jì)的時(shí)間，即磁性滑塊由A位置下滑至B位置的時(shí)間。
通過放置磁性滑塊(5)在鋁質(zhì)槽形斜面(2)上方的不同高度，計(jì)時(shí)儀(1)所計(jì)由A位置下滑至B位置的時(shí)間相等，說明磁性滑塊在下滑一定距離后勻速下滑。
權(quán)利要求1.一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，包括重錘(4)、圓柱形磁性滑塊(5)和斜面固定架(3)在內(nèi)，其特征是由鋁質(zhì)槽形斜面(2)，霍爾開關(guān)傳感器(6)、(7)和霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)組成。鋁質(zhì)槽形斜面(2)的兩端固定在斜面固定架(3)上，呈三角形框架，鋁質(zhì)槽形斜面(2)成一個(gè)斜坡，霍爾開關(guān)傳感器(6)和(7)分別裝于鋁質(zhì)槽形斜面(2)背面的中間和下端，都與霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)由導(dǎo)線相連接。
2.如權(quán)利要求所述的一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，其特征是用圓柱形磁性滑塊(5)和鋁質(zhì)槽形斜面(2)。
3.如權(quán)利要求所述的一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，其特征是相隔一定距離的霍爾開關(guān)(6)和(7)傳感器裝于鋁質(zhì)槽形斜面的背面。
4.如權(quán)利要求所述的一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，其特征是用霍爾開關(guān)傳感器(6)和(7)測量磁阻尼系數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型是提供一種磁阻尼和動(dòng)摩擦系數(shù)測定儀，是研究和測量磁阻尼系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)的大、中專院校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。放磁性滑塊(5)在鋁質(zhì)槽形斜面(2)上方，磁性滑塊(5)開始下滑，磁性滑塊下滑經(jīng)A位置至B位置，霍爾開關(guān)傳感器(6)和霍爾開關(guān)傳感器(7)輸出信號(hào)，HTM－2霍爾開關(guān)用計(jì)時(shí)儀(1)計(jì)時(shí)磁性滑塊由A位置下滑至B位置的時(shí)間。求出滑塊的下滑速度，從而測量出磁阻尼系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)。
文檔編號(hào)G09B23/06GK2665711SQ0323066
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者孫玉龍, 陸申龍 申請(qǐng)人:上海上大電子設(shè)備有限公司