專利名稱：昆蟲飛行扭矩測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量方法及裝置，特別是一種動(dòng)態(tài)測(cè)量昆蟲飛行扭矩的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在昆蟲行為學(xué)研究中，需要實(shí)時(shí)測(cè)量昆蟲(如果蠅)的飛行扭矩，用于研究昆蟲飛行動(dòng)力學(xué)或組成果蠅飛行模擬器系統(tǒng)研究學(xué)習(xí)記憶。昆蟲飛行時(shí)所產(chǎn)生的扭矩為10-10牛.米數(shù)量級(jí)，且變化速度快，從靜止到轉(zhuǎn)向可以在10毫秒內(nèi)完成，因而需要靈敏度很高、響應(yīng)速度很快的扭矩測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量。
1964年，德國科學(xué)家卡爾.蓋茨發(fā)明了利用電磁感應(yīng)直接測(cè)量家蠅飛行扭矩的裝置，1984年德國工程師沃爾夫?qū)ζ溥M(jìn)行改進(jìn)，用于果蠅飛行扭矩測(cè)量。在此類裝置中測(cè)量芯軸由懸絲支承，昆蟲飛行時(shí)產(chǎn)生的力會(huì)導(dǎo)致昆蟲身體的移動(dòng)，這會(huì)影響用電極或顯微鏡觀測(cè)昆蟲腦神經(jīng)活動(dòng)。1976年，卡爾.蓋茨發(fā)明了利用紅外線測(cè)量昆蟲翅膀運(yùn)動(dòng)裝置，經(jīng)計(jì)算可以測(cè)量出昆蟲的扭矩，這一裝置光路復(fù)雜，與顯微鏡光路易互相干擾，光線投射裝置結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，不便于從果蠅上方觀測(cè)果蠅腦部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可保證昆蟲的固定而又不干擾光學(xué)顯微鏡觀測(cè)的扭矩測(cè)量裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種昆蟲飛行扭矩測(cè)量裝置，由固定桿、微型聲音傳感器和電路組成，其固定桿置于兩個(gè)微型聲音傳感器上方，兩個(gè)微型聲音傳感器串連，中間接點(diǎn)接地，兩端引出線分別與兩個(gè)電路的放大器電連接，兩個(gè)放大器再與兩個(gè)檢波電路電連接，檢波電路輸出的信號(hào)匯于比較電路，比較電路接輸出端。
所述的扭矩測(cè)量裝置，其還包括兩個(gè)拾音導(dǎo)管，拾音導(dǎo)管的前端有小孔，尾部?jī)?nèi)安裝微型聲音傳感器。
所述的扭矩測(cè)量裝置，其固定桿端部距微型聲音傳感器6～8mm，兩個(gè)微型聲音傳感器之間的間距為4～5mm。
所述的扭矩測(cè)量裝置，其固定桿端部距拾音導(dǎo)管6～8mm，兩個(gè)拾音導(dǎo)管之間的間距為4～5mm。
所述的扭矩測(cè)量裝置，其所述拾音導(dǎo)管前端的小孔，孔徑為1.5～2mm。
一種昆蟲飛行扭矩測(cè)量方法，其利用昆蟲飛行轉(zhuǎn)向時(shí)，左右翅膀的拍動(dòng)幅度不同，會(huì)導(dǎo)致左右翅膀的音量變化，對(duì)左右翅膀的兩個(gè)通道聲音幅度求差，以求出昆蟲的飛行扭矩。
所述的測(cè)量方法，其包括以下步驟a)將昆蟲固于固定桿端部；b)使兩個(gè)微型聲音傳感器或拾音導(dǎo)管置于昆蟲后部；c)調(diào)整昆蟲與微型聲音傳感器或拾音導(dǎo)管之間的距離，為1.5～2.5mm，且使兩微型聲音傳感器或拾音導(dǎo)管分別對(duì)著昆蟲的左右翅膀；d)昆蟲飛動(dòng)后，開啟電源；e)依據(jù)左右翅膀聲音的差值，由比較電路處理后，輸出扭距信號(hào)。
所述的測(cè)量方法，其在a)步中，是將昆蟲粘于固定桿端部。
所述的測(cè)量方法，其所述左右翅膀聲音的差值與昆蟲的飛行扭矩近似成正比的關(guān)系。
本發(fā)明的測(cè)量方法準(zhǔn)確，由于在本發(fā)明中采用聲音作為測(cè)量載體，所需器件很少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低。測(cè)量傳感器不直接接觸昆蟲，對(duì)昆蟲的運(yùn)動(dòng)及光學(xué)顯微鏡等各種測(cè)量均沒有干擾，昆蟲的正上方?jīng)]有普通扭矩測(cè)量裝置的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，固定桿可以做成任意形狀，便于從上方的任意角度觀測(cè)果蠅腦部。


圖1本發(fā)明第一實(shí)施例示意圖；圖2本發(fā)明第二實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一如圖1所示，昆蟲1被粘在固定桿4上，身體后面2毫米左右安裝了兩個(gè)微型聲音傳感器2、3，兩個(gè)微型聲音傳感器2、3串連，中間接點(diǎn)接地，兩端引出線分別與兩個(gè)電路的放大器7、8電連接，兩個(gè)放大器7、8再與兩個(gè)檢波電路9、10電連接，檢波電路9、10輸出的信號(hào)匯于比較電路11，經(jīng)比較電路11判斷后，輸出信號(hào)，給出對(duì)果蠅1扭矩的測(cè)量結(jié)果。該測(cè)量結(jié)果可以用來研究或組成如飛行模擬器的其他儀器系統(tǒng)。
昆蟲1翅膀的拍動(dòng)將聲音傳給聲音傳感器2、3，其電信號(hào)經(jīng)放大、檢波得到聲音幅度信號(hào)。由于昆蟲1飛行轉(zhuǎn)向時(shí)，左右翅膀的拍動(dòng)幅度不同，會(huì)導(dǎo)致左右翅膀的音量變化，對(duì)兩個(gè)通道聲音幅度求差，可以求出昆蟲1的飛行扭矩，例如，昆蟲1向左轉(zhuǎn)向時(shí)，右邊翅膀拍動(dòng)幅度增加，左邊翅膀拍動(dòng)幅度減小，因此右邊聲道的聲音會(huì)比左邊聲道的聲音強(qiáng)。
對(duì)于果蠅1扭矩測(cè)量，使用微型電容式話筒作聲音傳感器2、3，當(dāng)聲音傳感器2、3放在果蠅后2毫米，左右間距為4毫米的情況下，左右聲道聲音幅度的差，即輸出信號(hào)與果蠅1的扭矩近似成正比的關(guān)系。
固定桿4與微型聲音傳感器2、3，置于試驗(yàn)臺(tái)上。
實(shí)施例二如圖2所示，實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于聲音傳感器2、3上加裝了拾音導(dǎo)管5、6，其他都一樣。在果蠅1身后2毫米處、間距4毫米安裝左右兩個(gè)拾音導(dǎo)管5、6，拾音導(dǎo)管5、6的前端有小孔，孔直徑約2毫米，分別朝向果蠅1左右翅膀，拾音導(dǎo)管5、6尾部?jī)?nèi)安裝微型電容式話筒(微型聲音傳感器)2、3，微型電容式話筒2、3與電路的連接和實(shí)施例一相同。拾音導(dǎo)管5、6的使用使果蠅1身后的拾音結(jié)構(gòu)縮小，減小對(duì)果蠅1的影響，拾音也更有方向性，能更好地分離左右翅膀的聲音。使用該裝置，果蠅1的扭矩與左右翅膀聲音的差值近似成正比，可以用來測(cè)量果蠅1等飛行昆蟲的扭矩。
權(quán)利要求
1.一種昆蟲飛行扭矩測(cè)量裝置，由固定桿、微型聲音傳感器和電路組成，其特征在于，固定桿置于兩個(gè)微型聲音傳感器上方，兩個(gè)微型聲音傳感器串連，中間接點(diǎn)接地，兩端引出線分別與兩個(gè)電路的放大器電連接，兩個(gè)放大器再與兩個(gè)檢波電路電連接，檢波電路輸出的信號(hào)匯于比較電路，比較電路接輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩測(cè)量裝置，其特征在于，還包括兩個(gè)拾音導(dǎo)管，拾音導(dǎo)管的前端有小孔，尾部?jī)?nèi)安裝微型聲音傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的扭矩測(cè)量裝置，其特征在于，固定桿端部距微型聲音傳感器6～8mm，兩個(gè)微型聲音傳感器之間的間距為4～5mm。
4.如權(quán)利要求2所述的扭矩測(cè)量裝置，其特征在于，固定桿端部距拾音導(dǎo)管6～8mm，兩個(gè)拾音導(dǎo)管之間的間距為4～5mm。
5.如權(quán)利要求2所述的扭矩測(cè)量裝置，其特征在于，所述拾音導(dǎo)管前端的小孔，孔徑為1.5～2mm。
6.一種昆蟲飛行扭矩測(cè)量方法，其特征在于，利用昆蟲飛行轉(zhuǎn)向時(shí)，左右翅膀的拍動(dòng)幅度不同，會(huì)導(dǎo)致左右翅膀的音量變化，對(duì)左右翅膀的兩個(gè)通道聲音幅度求差，以求出昆蟲的飛行扭矩。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟a)將昆蟲固于固定桿端部；b)使兩個(gè)微型聲音傳感器或拾音導(dǎo)管置于昆蟲后部；c)調(diào)整昆蟲與微型聲音傳感器或拾音導(dǎo)管之間的距離，為1.5～2.5mm，且使兩微型聲音傳感器或拾音導(dǎo)管分別對(duì)著昆蟲的左右翅膀；d)昆蟲飛動(dòng)后，開啟電源；e)依據(jù)左右翅膀聲音的差值，由比較電路處理后，輸出扭距信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的測(cè)量方法，其特征在于，在a)步中，是將昆蟲粘于固定桿端部。
9.如權(quán)利要求7所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述左右翅膀聲音的差值與昆蟲的飛行扭矩成正比的關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明涉及測(cè)量方法及裝置，特別是一種動(dòng)態(tài)測(cè)量昆蟲飛行扭矩的方法及裝置。該測(cè)量裝置，由固定桿、微型聲音傳感器和電路板組成，其固定桿置于兩個(gè)微型聲音傳感器上方，兩個(gè)微型聲音傳感器串連，中間接點(diǎn)接地，兩端引出線分別與兩個(gè)電路的放大器電連接，兩個(gè)放大器再與兩個(gè)檢波電路電連接，檢波電路輸出的信號(hào)匯于比較電路，比較電路接輸出端。該測(cè)量方法，是利用昆蟲飛行轉(zhuǎn)向時(shí)，左右翅膀的拍動(dòng)幅度不同，會(huì)導(dǎo)致左右翅膀的音量變化，對(duì)左右翅膀的兩個(gè)通道聲音幅度求差，以求出昆蟲的飛行扭矩。本發(fā)明的測(cè)量方法準(zhǔn)確，裝置所需器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低。
文檔編號(hào)G01L5/00GK1601235SQ03158800
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者唐世明 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院生物物理研究所