專利名稱：測量液體黏滯系數的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種試驗裝置，尤其涉及一種測量液體黏滯系數的裝置。
背景技術：
在大學物理實驗中，轉筒法測量液體黏滯系數是最基本的實驗。但是在以往的實驗裝置中存在著一些不足之處:第一，溫度測量和時間測量采用傳統的溫度計和計時儀表測量，操作不便，誤差較大。第二，內筒達到穩定狀態的判斷。基本都是人為估計判斷，誤差較大，即使有些裝置加上光電門加以改進，還是必須測量當光物體通過兩個光電門時間是否相等再人為進行反復調整，操作十分繁瑣。第三，外筒驅動問題。有些裝置通過砝碼下落帶動外筒上端繞線小輪去驅動外筒轉動，但是很難保證它們連線都在同一高度，引來外力的干擾。有些采用同步電機帶動外筒轉動，轉速恒定，但是內筒處于穩定狀態時的需要的轉速不一定和電機轉速相等，無法調整。第四，黏滯力矩的測量。砝碼驅動的裝置一般是測量時間t內勻速下降的距離S，由于在判斷勻速的操作中十分復雜，很不方便，而且各部件高度難以保證一致，誤差也比較大。有些采用平面鏡測轉動角度，類似于光杠桿放大法，由于需加刻度尺和望遠鏡等裝置，調試十分不便，再加上人眼觀察習慣不同以及環境因素影響等，也會帶有一定誤差。

實用新型內容本實用新型發明的目的針對背景技術的不足，設計了一種測量液體黏滯系數的裝置。本實用新型的技術方案提供了一種測量液體黏滯系數的裝置，包括底座鋼板、支架、懸掛細絲，外筒、內筒、加速度傳感器、齒輪組、溫度傳感器、傾角傳感器、導線、指示燈、液晶屏、復位開關、啟動開關，其特征在于:支架焊接于底座鋼板，懸掛細絲上端焊接于支架上桿處，下端固定于齒輪組的水平齒輪中央，且水平齒輪下端通過支柱固定于內筒上端面；垂直齒輪的固定支架上端焊接于支架上桿處，下端與垂直齒輪連接；傳動桿的支架鋼板，下端焊接于底座鋼板，上端設有直徑和傳動桿直徑相同的圓孔，傳動桿一端固定于垂直齒輪上，另一端則通過圓孔架在傳動桿的支架鋼板上；電動機支架下端焊接于底座鋼板上，上端用于固定步進電機，步進電機上端固定于外筒底端；溫度傳感器固定于外筒內壁，加速度傳感器固定于內筒上端面，傾角傳感器水平固定于傳動桿上；步進電機、溫度傳感器、加速度傳感器、傾角傳感器通過導線連接于主機。進一步地，指示燈，液晶屏，復位按鈕，啟動開關均連接于主機內部的電路板上，主機外殼負責封裝。本實用新型的有益效果:采用主機、溫度傳感器、加速度傳感器、傾角傳感器、直流步進電機相結合的設計，溫度和時間采集控制更為快速精確，步進電機可以驅動外筒轉動，速度可調，加速度傳感器的應用可以準確判斷內筒是否處于勻速狀態，傾角傳感器可以方便準確地測量出內筒穩定后偏移的角度，從而在整體上大幅提升實驗操作方便性和實驗測量結果準確性。

圖1為測量液體黏滯系數的裝置的示意圖；其中:1_底座鋼板，2-支架，3-懸掛細絲，4-垂直齒輪組的固定支架，5-傳動桿的支架鋼板，6-電動機支架，7-步進電機，8-外筒，9-內筒，10-加速度傳感器，固定于外筒上，11-齒輪組，由一水平齒輪組和垂直齒輪組構成，12-溫度傳感器，13-傾角傳感器，14-導線，15-指不燈，16-液晶屏，17-復位按鈕，18-啟動開關，19-是主機外殼，20-是傳動桿。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述的測量液體黏滯系數的裝置，包括底座鋼板1、支架
2、懸掛細絲3，外筒8、內筒9、加速度傳感器10、齒輪組11、溫度傳感器12、傾角傳感器13、導線14、指示燈15、液晶屏16、復位開關17、啟動開關18。支架2焊接在底座鋼板I上，負責固定相關部件；懸掛細絲3，上端焊接于支架2上桿處，下端固定于齒輪組11的水平齒輪中央，且水平齒輪下端通過支柱固定于內筒9上端面；垂直齒輪的固定支架4上端焊接于支架2上桿處，下端通過三個孔與垂直齒輪連接；傳動桿的支架鋼板5，下端焊接于底座鋼板I上，上端有一直徑和傳動桿直徑相同的圓孔，傳動桿20 —端固定于垂直齒輪上,另一端則通過圓孔架在傳動桿的支架鋼板5上，電動機支架6下端焊接于底座鋼板I上，上端用于固定步進電機7，步進電機7上端則固定于外筒8底端上；溫度傳感器12固定于外筒8內壁上，加速度傳感器10固定于內筒上端面,傾角傳感器13水平固定于傳動桿20上；步進電機7、溫度傳感器12、加速度傳感器10、傾角傳感器13通過導線連接于主機上；指示燈15，液晶屏16，復位按鈕17，啟動開關18均連接于主機內部的電路板上，主機外殼19負責封裝。本實用新型提供的一種測量液體黏滯系數的裝置原理為:齒輪組11為精密齒輪組，齒輪組11通過螺孔固定在內筒9上，并通過已知扭轉系數的懸掛細絲3懸掛在支架2上。按下主機啟動開關18，溫度傳感器12傳回到主機此時液體的溫度Tl，并顯示于液晶屏16上。步進電機以一低的速度帶動外筒8轉動，由于液體的黏滯力矩的作用，內筒9也將懸絲隨之旋轉。同時加速度傳感器10也開始啟動，測量內筒9的加速度。當檢測到加速度傳感器10傳回的加速度不等于0，主機會自動適當提高步進電機的控制信號的頻率(不同頻率對應相應的轉速)，增大外筒轉動速度，即增加了液體對內筒的黏滯力矩。隨著力矩增加，內筒9會帶動齒輪組11轉動，并通過傳動桿帶動傾角傳感器發生偏轉。當懸掛細絲3的恢復力矩等于黏滯力矩時，內筒停止轉動，傾角傳感器也不會再發生偏轉，此時內筒9加速度為O。當檢測到內筒9加速度等于O時，主機控制電機不再增大轉速，并把通過程序將此時轉速轉化成周期Ttl顯示于液晶屏16上，同時啟動傾角傳感器13和溫度傳感器12，把偏轉角度Θ，和此時的溫度T2傳回主機，并將角度Θ和T2顯示于液晶屏上。最終液晶屏上會顯示1、Θ、平均溫度值((Tl+T2)/2)。[0017]最后代入公式
權利要求1.一種測量液體黏滯系數的裝置，包括底座鋼板(I)、支架(2)、懸掛細絲(3)，外筒(8)、內筒(9)、加速度傳感器(10)、齒輪組(11)、溫度傳感器(12)、傾角傳感器(13)、導線(14)、指示燈(15)、液晶屏(16)、復位開關(17)、啟動開關(18)，其特征在于: 支架(2)焊接于底座鋼板(1)，懸掛細絲(3)上端焊接于支架(2)上桿處，下端固定于齒輪組(11)的水平齒輪中央，且水平齒輪下端通過支柱固定于內筒(9 )上端面； 垂直齒輪的固定支架(4)上端焊接于支架(2)上桿處，下端與垂直齒輪連接；傳動桿的支架鋼板(5)，下端焊接于底座鋼板(1)，上端設有直徑和傳動桿(20)直徑相同的圓孔，傳動桿(20) —端固定于垂直齒輪上,另一端則通過圓孔架在傳動桿的支架鋼板(5)上； 電動機支架(6 )下端焊接于底座鋼板(I)上，上端用于固定步進電機(7 )，步進電機(7 )上端固定于外筒(8)底端；溫度傳感器(12)固定于外筒(8)內壁,加速度傳感器(10)固定于內筒上端面，傾角傳感器(13)水平固定于傳動桿(20)上； 步進電機(7)、溫度傳感器(12)、加速度傳感器(10)、傾角傳感器(13)通過導線連接于主機。
2.根據權利要求1所述的測量液體黏滯系數的裝置，其特征在于:指示燈(15)，液晶屏(16)，復位按鈕(17)，啟動開關(18)均連接于主機內部的電路板上，主機外殼(19)負責封裝。
專利摘要本實用新型涉及一種測量液體黏滯系數的裝置，包括底座鋼板(1)、支架(2)、懸掛細絲(3)，外筒(8)、內筒(9)、加速度傳感器(10)、齒輪組(11)、溫度傳感器(12)、傾角傳感器(13)、導線(14)、指示燈(15)、液晶屏(16)、復位開關(17)、啟動開關(18)，其特征在于支架(2)焊接于底座鋼板(1)，懸掛細絲(3)上端焊接于支架(2)上桿處，下端固定于齒輪組(11)的水平齒輪中央，且水平齒輪下端通過支柱固定于內筒(9)上端面，本實用新型可以方便準確地測量出內筒穩定后偏移的角度，從而在整體上大幅提升實驗操作方便性和實驗測量結果準確性。
文檔編號G01N11/14GK202939111SQ20122067698
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者宋宏偉, 王啟銀, 趙飛 申請人:山西省電力公司大同供電分公司, 國家電網公司