專利名稱：液體沾滯系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，具體地說(shuō)是一種液體沾滯系數(shù)的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
粘滯系數(shù)是液體重要的物理性質(zhì)之一，它反應(yīng)流動(dòng)行為的特征。粘滯系數(shù)與液體 的性質(zhì)、溫度和流速有關(guān)，對(duì)液體粘滯性的研究在流體力學(xué)，化學(xué)化工，醫(yī)療，水利等領(lǐng)域都 有廣泛的應(yīng)用。測(cè)量這個(gè)量在材料的工藝技術(shù)方面有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。粘滯系數(shù)的測(cè)量是大 學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。目前，對(duì)粘滯系數(shù)的測(cè)定常見(jiàn)的有這幾種傳統(tǒng)的測(cè)量方法， 落球法，落針?lè)?，毛?xì)管法，轉(zhuǎn)筒法等，大學(xué)物理中一般采用落球法測(cè)量蓖麻油的粘滯系數(shù)， 但此方法由于受手工按秒表、視差及小球下落偏離中心等因素影響，測(cè)量下落速度準(zhǔn)確度 不高。這樣大大影響了實(shí)驗(yàn)的精確性。目前市場(chǎng)上落球法粘滯系數(shù)測(cè)定儀已很常見(jiàn)，該儀器用激光光電傳感器結(jié)合單片 機(jī)計(jì)時(shí)，克服人工秒表計(jì)時(shí)的視差和反應(yīng)誤差，提高了測(cè)量小球下落速度的準(zhǔn)確度，但這種 儀器價(jià)格昂貴。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用計(jì)算機(jī)的并行口加入光電門(mén)控制來(lái)對(duì)小球的 運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視并進(jìn)行計(jì)時(shí)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)思路是針對(duì)傳統(tǒng)粘滯系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題，設(shè) 計(jì)了一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)現(xiàn)成的并行口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。小燈泡與光 電二極管一一對(duì)應(yīng)組成一個(gè)光電門(mén)。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，光電二極管接收到光信號(hào)，三極 管基極電壓小于0.7V，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出端輸出為高電平。當(dāng)小球下落遮住光源 時(shí)，光電二極管接收不到光信號(hào)，三極管基極電壓高于0. 7V，三極管導(dǎo)通，輸出端輸出低電 平。利用光電門(mén)對(duì)小球下落時(shí)間進(jìn)行記錄，用計(jì)算機(jī)并行口用VB進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和計(jì) 算處理，大大降低了成本，并提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平以及加深對(duì)實(shí)驗(yàn)研發(fā)探索的興趣，體 現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化。具體選用是由液體沾滯系數(shù)的測(cè)量裝置，采集器，微型計(jì)算機(jī)三部分組成，所述的 液體沾滯系數(shù)的測(cè)量裝置由透明儲(chǔ)液筒、落球、支架、光電門(mén)所構(gòu)成，透明儲(chǔ)液筒、支架平行 布置，光電門(mén)由分設(shè)在透明儲(chǔ)液筒兩側(cè)相對(duì)的發(fā)光管和傳感器構(gòu)成，傳感器的信息與采集 器相連，采集器再與微型計(jì)算機(jī)相連；所述的傳感器是光敏電阻或光電二極管。本實(shí)用新型的一種液體沾滯系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀，利用計(jì)算機(jī)的并行口加入光電門(mén) 控制來(lái)對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視并進(jìn)行計(jì)時(shí)，由計(jì)算機(jī)來(lái)判斷和記錄小球的下落距離和時(shí)間 并儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)中，而從排除了人工計(jì)時(shí)判斷中存在的誤差。而且在相應(yīng)的軟件上進(jìn)行處 理繁瑣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。特點(diǎn)(1)設(shè)計(jì)一對(duì)光電門(mén)對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視；( 用計(jì)算機(jī)現(xiàn)成的并行口結(jié)合光電檢測(cè)電路和軟件進(jìn)行計(jì)時(shí)；測(cè)量誤差< ans ;(3)學(xué)生可在系統(tǒng)上做實(shí)驗(yàn) 報(bào)告，教師可在系統(tǒng)上批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置原理圖圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)化電路圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本實(shí)用新型也不僅限于實(shí)施例 的內(nèi)容。如圖所示，本實(shí)用新型的液體沾滯系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀，它包括液體沾滯系數(shù)的測(cè) 量裝置，采集器，微型計(jì)算機(jī)三大部分液體沾滯系數(shù)的測(cè)量裝置由透明儲(chǔ)液筒、落球、支 架、光電門(mén)所構(gòu)成，透明儲(chǔ)液筒、支架平行布置，光電門(mén)由分設(shè)在透明儲(chǔ)液筒兩側(cè)相對(duì)的發(fā) 光管和傳感器構(gòu)成，傳感器的信息與采集器相連，采集器再與微型計(jì)算機(jī)相連，發(fā)光管是 小燈炮，傳感器是光敏電阻或光電二極管。針對(duì)傳統(tǒng)粘滯系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用計(jì)算 機(jī)現(xiàn)成的并行口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。小燈泡與光電二極管一一對(duì)應(yīng)組成一個(gè)光電門(mén)。 當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，光電二極管接收到光信號(hào)，三極管基極電壓小于0. 7V，三極管處于截 止?fàn)顟B(tài)，輸出端輸出為高電平。當(dāng)小球下落遮住光源時(shí)，光電二極管接收不到光信號(hào)，三極 管基極電壓高于0. 7V，三極管導(dǎo)通，輸出端輸出低電平。小燈泡與光敏電阻或光電二極管一一對(duì)應(yīng)，形成一個(gè)光電門(mén)。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光 時(shí)，光敏電阻或光電二極管接收到光信號(hào)，當(dāng)光被擋住時(shí)，光敏電阻或光電二極管接受受到 這個(gè)信號(hào)時(shí)狀態(tài)改變，這一狀態(tài)的改變就構(gòu)成了一個(gè)信號(hào)。此信號(hào)可通過(guò)電路轉(zhuǎn)化為輸出 高低電平。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，Dl，DC處為兩個(gè)小燈泡，L2，L4處為光電二極管。上面的稱 光電門(mén)1，下面的稱光電門(mén)2。兩個(gè)光電二極管同時(shí)接入。當(dāng)光正常照射時(shí)，光電二極管的 相對(duì)阻值很小，三極管基極電壓小于0.7V，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出端輸出為高電平。當(dāng) 小球下落遮住光源時(shí)，光敏電阻接收不到光信號(hào)，電阻大幅度升高，阻值變得很大，三極管 基極電壓高于0. 7V，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)輸出端輸出為低電平。當(dāng)小球繼續(xù)下落離開(kāi) 光電門(mén)位置時(shí)，光敏電阻又繼續(xù)正常接受光照，電阻變得很小，三極管截止，輸出端轉(zhuǎn)化為 高電平。光電轉(zhuǎn)化電路如圖2，輸出端從低電平變?yōu)楦唠娖今R上又變?yōu)榈碗娖竭@一轉(zhuǎn)變?yōu)?一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，利用兩個(gè)光電門(mén)的信號(hào)突變可對(duì)小球經(jīng)過(guò)H端所需時(shí)間進(jìn)行記錄。當(dāng)小球 下落經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)，電路輸出端信號(hào)轉(zhuǎn)變，通過(guò)計(jì)算機(jī)并行口利用VB程序進(jìn)行采集，觸發(fā) 計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)。當(dāng)小球進(jìn)過(guò)光電門(mén)2時(shí)，電路輸出端信號(hào)轉(zhuǎn)變，這時(shí)的這個(gè)轉(zhuǎn)變觸發(fā)計(jì)時(shí) 器停止計(jì)時(shí)。這樣計(jì)時(shí)器就成功記錄下了小球的下落時(shí)間t。再測(cè)出相關(guān)一些量，就能方便 計(jì)算出粘滯系數(shù)了。用高低電平轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)，用VB編程進(jìn)行采集。當(dāng)小球經(jīng)過(guò)第一個(gè)光電門(mén)時(shí)的高低 電平轉(zhuǎn)換為觸發(fā)信號(hào)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，當(dāng)小球經(jīng)過(guò)第二個(gè)光電門(mén)時(shí)的高低電平轉(zhuǎn)換為截止信號(hào)，關(guān)閉計(jì)時(shí)器。這樣通過(guò)計(jì)時(shí)器就可精確測(cè)量小球下落時(shí)間。當(dāng)未知量都測(cè)出來(lái)后 用VB進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，既方便又準(zhǔn)確，直接再程序中完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告及批改保存，界面直觀，操 作方便。 利用光電門(mén)對(duì)小球下落時(shí)間進(jìn)行記錄，用計(jì)算機(jī)并行口用VB進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和計(jì) 算處理，大大降低了成本，并提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平以及加深對(duì)實(shí)驗(yàn)研發(fā)探索的興趣，體 現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化。
權(quán)利要求1.一種液體沾滯系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于是由液體沾滯系數(shù)的測(cè)量裝置，采 集器，微型計(jì)算機(jī)三部分組成，所述的液體沾滯系數(shù)的測(cè)量裝置由透明儲(chǔ)液筒、落球、支架、 光電門(mén)所構(gòu)成，透明儲(chǔ)液筒、支架平行布置，光電門(mén)由分設(shè)在透明儲(chǔ)液筒兩側(cè)相對(duì)的發(fā)光管 和傳感器構(gòu)成，傳感器的信息與采集器相連，采集器再與微型計(jì)算機(jī)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的液體沾滯系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的傳感器是光 敏電阻或光電二極管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液體沾滯系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀。是由液體沾滯系數(shù)的測(cè)量裝置，采集器，微型計(jì)算機(jī)三部分組成，所述的液體沾滯系數(shù)的測(cè)量裝置由透明儲(chǔ)液筒、落球、支架、光電門(mén)所構(gòu)成，透明儲(chǔ)液筒、支架平行布置，光電門(mén)由分設(shè)在透明儲(chǔ)液筒兩側(cè)相對(duì)的發(fā)光管和傳感器構(gòu)成，傳感器的信息與采集器相連，采集器再與微型計(jì)算機(jī)相連；所述的傳感器是光敏電阻或光電二極管。其利用計(jì)算機(jī)的并行口加入光電門(mén)控制來(lái)對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視并進(jìn)行計(jì)時(shí)，由計(jì)算機(jī)來(lái)判斷和記錄小球的下落距離和時(shí)間并儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)中，而從排除了人工計(jì)時(shí)判斷中存在的誤差。而且在相應(yīng)的軟件上進(jìn)行處理繁瑣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G09B23/12GK201927246SQ20102014471
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者吳瓊, 應(yīng)朝福, 張文浩, 彭保進(jìn), 陳洲, 馬利紅 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)