智能型重力加速度测试仪的研制

智能化单摆测重力加速度实验仪尹学爱;刘妮【摘要】传统的单摆测重力加速度实验操作过程中存在误差大、操作繁杂、读数误差大和时间长等问题。

利用智能化单摆测重力加速度实验仪，可以实现数据的自动计数、自动计时、自动计算并显示结果，有利于研究重力加速度大小与摆球摆动次数、摆长、摆角的关系。

该文利用单片机智能化操作，提高了测量精度，使传统单摆测量重力加速度的方法得到了较大改进，简化了实验过程，同时使实验结果更加准确。

%The traditional experiment of measurement gravity acceleration using the simple pendulum has many problems such as largeerror,complicated operation,large reading error and long time during the operation process.By using intelligent simple pendulum instrument to measure acceleration of gravity,we can realize automaticcounting,automatic timing,automatic calculation and display of the results.It is helpful to study the relationship between the acceleration of gravity and the number of pendulum swing,pendulum length and swing angle.In this paper,the single -chip intelligent operation is used to improve the measurement accuracy,make the ac-celeration of traditional method to measure the gravity acceleration with simple pendulum be greatly improved,and simplify the experi-mental process while making the experimental results more accurate.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2016(014)006【总页数】3页(P82-84)【关键词】智能;单摆;重力加速度;单片机【作者】尹学爱;刘妮【作者单位】滨州学院光电工程系，山东滨州 256603;滨州学院光电工程系，山东滨州 256603【正文语种】中文【中图分类】O4-39;O321单摆实验是中学物理实验中最基本的力学实验，利用单摆周期公式，在测得周期T 和摆长l的条件下，可以求得重力加速度g。

c语言编程在智能化重力加速度测试仪中的应用近年来，人工智能技术在不同领域得到了广泛应用，特别是在重力加速度测试领域，语言编程技术也得到了很好的发展与应用，使重力加速度测试仪能够实现智能化。

本文从重力加速度测试仪的结构、功能和工作原理出发，综述了语言编程技术在重力加速度测试仪中的应用，并分析了语言编程技术对数据处理和信号采集系统的影响，为智能化重力加速度测试仪的设计与应用提供参考。

一、重力加速度测试仪结构及功能重力加速度测试仪是一种非接触式测试仪器，其结构由框架、台车、传感器、控制电路、信号采集系统和计算机组成。

框架由标准的钢制件组成，它用于安装台车、传感器和控制电路；台车是一种特殊的机械装置，它的作用是将测试仪器的测量位置定位；传感器用于采集测试仪要求的信号，如加速度、速度和位移等；控制电路用于连接测试仪和计算机；信号采集系统用于处理、存储和显示各种信号；计算机用于记录、处理和分析所采集的数据以及设置测试仪的参数等。

二、语言编程技术在重力加速度测试仪中的应用为了使重力加速度测试仪能够实现智能化，我们可以利用语言编程技术来改善其功能。

语言编程技术可以用于重力加速度测试仪的测量精度提高，并实现信号采集功能。

首先，我们可以使用语言编程技术来利用传感器开发出准确度更高的数据采集系统，这样测试仪就能够准确检测出物体受力的程度，从而实现智能化。

其次，我们可以用语言编程技术来实现信号采集功能，使重力加速度测试仪能够自动获取和处理测试信号，从而实现智能化。

此外，语言编程技术还能够提高重力加速度测试仪的安全性，使其能够快速和准确地获取和处理物体受力的程度，从而避免因出现意外导致测试数据出现偏差。

三、语言编程技术对数据处理和信号采集系统的影响重力加速度测试仪的测量精度和数据处理能力直接决定了测试结果的准确性和可靠性，而语言编程技术能够有效提高测量精度和数据处理能力，提升测试结果的准确性和可靠性。

此外，语言编程技术还对信号采集系统有着较大的影响。

重力加速度测试装置设计摘要：本文首先简单的介绍了几种测量重力加速度的原理，并且选定其中一种原理—凯特摆法，作为设计重力加速度测试仪的基本原理，同时绘制原理图和仪器开发规划图—gantt chart 。

然后着重解决加速度测试仪的总体设计、子系统的详细设计。

再者，分析仪器的精度及其影响因素，介绍仪器的操作步骤。

最后，核算开发制作该仪器的成本。

一、几种测量重力加速度的原理简介重力加速度是一个很重要的物理量,这一点从中学开始我们就有所体会。

在地面上不同的地区，重力加速度g 值不相同，它是由物体所在地区的纬度、海拔等因素决定，随着地球纬度和海拔高度的变化而变化，准确地确定它的值，无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重要的意义。

1、自由落体法自由落体法测重力加速度是根据2/20at t v s +=这一位移公式，在物体做自由落体运动时g a =这一特殊条件的利用，对位移、时间等物理量的测量，从而得到重力加速度的方法。

自由落体仪主要由立柱、吸球器和光电门组成。

2、滴水法滴水法测重力加速度与自由落体法侧重力加速度的原理基本相同，同是对物体做自由落体运动时g a =的利用，不同的是自由落体法中初速度0v 不为零，而滴水法中初速度0v 为零。

3、单摆法 中学学习的有关于单摆的周期公式g lT π2=的基础上，对多个周期的时间以及摆长进行测量科学测量和数据处理，然后得到重力加速度g 的一种简单方法。

4、凯特摆法凯特摆法中利用的原理是刚体绕轴转动时，当摆幅很小的情况下刚体绕轴摆动的周期公式mgh I Tπ2=来求得重力加速度g 的一种方法。

二、凯特摆法测量重力加速度原理详细介绍质量为m 的刚体（上图所示），其重心G 到转轴O 的距离为h ，绕O 轴的转动惯量为I 。

当摆幅很小时，刚体绕O 转动的周期为(1)设复摆绕通过重心G 的转动惯量为，当G 轴与O 轴平行时有：(2)代入(1)得：(3) 对比单摆周期公式，可得：(4) l为复摆的等效摆长，因此只要测出周期和等效摆长便可球的重力加速度。

智能型单摆测量仪的研制
朱华;李翠云;周小明;张顺如
【期刊名称】《物理实验》
【年(卷),期】2003(023)012
【摘要】智能型单摆测量仪不改变原单摆实验装置,采用8位单片机对红外光电传感器控制进行细小摆线的微弱反射信号检测,从而实现自动计时、自动计数功能,同时能将检测信号进行自动处理,算出重力加速度,达到自动、实时测量的目的.
【总页数】3页(P20-22)
【作者】朱华;李翠云;周小明;张顺如
【作者单位】景德镇陶瓷学院机电系,江西,景德镇,333001;景德镇陶瓷学院机电系,江西,景德镇,333001;景德镇陶瓷学院机电系,江西,景德镇,333001;景德镇陶瓷学院机电系,江西,景德镇,333001
【正文语种】中文
【中图分类】O4-39;O321
【相关文献】
1.智能型皮肤病理性瘢痕压力治疗压力测量仪的研制 [J], 钟宇;赵伟;周建文;李虹;陈大夫;王德怀;黄智勇;牛文化;张定敏;罗鹏;王晓
2.新型智能型曲轴臂距差测量仪的研制 [J], 张双喜;林金表;陈武
3.智能单摆周期测量仪的研制 [J], 刘永顺;朱建刚
4.智能单摆测量仪的研制 [J], 陈国杰
5.智能单摆测量仪的研制与应用 [J], 陈国杰;陈娟瑜
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单摆智能化测量重力加速度实验的研究张冠芬【期刊名称】《菏泽学院学报》【年(卷),期】2012(034)002【摘要】利用单摆智能化测量重力加速度装置，可以实现数据的键盘输入、自动计数、自动计时、自动计算并显示结果，有利于研究重力加速度大小与摆球摆动次数、摆长、摆角的关系．研究结果优化了测量重力加速度的方案，提高了测量精度，使传统单摆测量重力加速度的方法得到了较大的改进．%Using intelligent simple pendulum to measure gravity acceleration devices, you can implement a da- ta input from the keyboard, auto meter - counting, automatic timing, automatically calculate and display the re- suits, conducive to study the relationships of gravitational acceleration swingball swing number, length, size and angle. Research result optimizes measuring acceleration programme, improves measurement accuracy, and largely improves the traditional method of single pendulum measure acceleration .【总页数】6页(P50-55)【作者】张冠芬【作者单位】菏泽学院物理系,山东菏泽274015【正文语种】中文【中图分类】O4-33【相关文献】1.智能化改进单摆测重力加速度实验仪器 [J], 王晓2.智能化单摆测重力加速度实验仪 [J], 尹学爱;刘妮3.智能化改进单摆测重力加速度实验仪器 [J], 王晓;4.基于图像处理的单摆测量重力加速度实验的研究 [J], 黄膺达;王旗5.理想化方法在高中物理实验教学中的应用——以“用单摆测量重力加速度的大小”实验为例 [J], 赵姗姗;任新成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

!"#!$%&$'(')*+&,-./&$01$21(3$&)%)$)4%%)基于智能手机测量重力加速度的方法王莎莎中国石油大学胜利学院!山东东营!&'($)%摘5要 本文对利用智能手机搭载的不同传感器和应用软件测量重力加速度的方法进行了梳理和探讨 利用智能手机测量重力加速度的方法主要有单摆法 焦利称法和多普勒效应法等 文中综合介绍了几种方法的实验原理及研究现状 为以后改进重力加速度的测量方法及将智能手机引入物理实验教学提供了参考依据关键词 重力加速度 智能手机 物理实验中图分类号 "32((%&'()*+,)-.&/+0-123/44&5&-/'1)2),3-/61'78/+&*)2+./-'9()2&:/23;(/+(/*+,-./012//,.,3+0-45-06,7809:2;<,972/,=>!*+4-?2-.@2-.:0-.!&'($)% <8+'-/4'!R T/U D V W/,X Y,Z9[Y\D-\\/U,]U U Y\W TY9Y W TZ\U Z^9Y D U]V/-=W TY D,,Y X Y V D W/Z-Z^=V D_/W`]U/-=\/^^Y V Y-W U Y-U Z V U D-\ D aaX/,D W/Z-U Z^W b D V Y,D V V/Y\[`U9D V W aTZ-Y U&R TY9Y W TZ\UZ^]U/-=U9D V W aTZ-Y UW Z9Y D U]V YW TYD,,Y X Y V D W/Z-Z^=V D_/W`9D/-X` /-,X]\Y W TY U/9aX Y aY-\]X]99Y W TZ\"W TY S/D Z X/9Y W TZ\"W TY^V Y Y^D X X9Y W TZ\D-\W TY!Z aaX Y V Y^^Y,W9Y W TZ\"D-\U Z Z-&R TY Y I aY V/2 9Y-W D X aV/-,/aX Y U D-\,]V V Y-W V Y U Y D V,T U W D W]U Z^U Y_Y V D X9Y W TZ\U D V Y/-W V Z\],Y\/-W TY D V W/,X Y b T/,T aV Z_/\Y U D V Y^Y V Y-,Y^Z V/9aV Z2 _/-=W TY9Y W TZ\Z^9Y D U]V/-=D,,Y X Y V D W/Z-Z^=V D_/W`D-\/-W V Z\],/-=U9D V W aTZ-Y U/-W Z aT`U/,U Y I aY V/9Y-W W Y D,T/-=/-W TY^]W]V Y& =&7>)-*+!=V D_/W D W/Z-D X D,,Y X Y V D W/Z-'U9D V W aTZ-Y'aT`U/,D X Y I aY V/9Y-W55近年来"随着信息技术的高速发展"智能手机技术越来越成熟"因其搭载的传感器种类丰富&测量便捷&功能强大$$%"且能与各类手机E C C结合进行数据采集和处理而被广泛应用于各类物理实验中"包括基础测量型实验(测量不同模型的磁场分布&角速度&波长等物理量)$)20%'验证型实验(动量守恒&牛顿第二定律)&演示型实验&设计性实验等$1%#重力加速度是物体仅在重力作用下自由下落时的加速度"也称自由落体加速度#重力加速度是物理学研究中的一个基本矢量"是对一般力学系统进行力学分析时需要考虑的一个重要参数"对常规教学&地震预报&重力探矿&地球物理和空间科学等都具有重要意义#目前测量重力加速度的方法多种多样"主要有+摆,(单摆&复摆&双线摆和三线摆)类测量法&自由落体法&气垫导轨法&焦利秤法&多普勒效应法&阿基米德定律法等#本文拟对基于智能手机测量重力加速度的方法进行梳理和探讨"为以后改进测量重力加速度的方法提供参考依据#%单摆法测量重力加速度单摆是一种理想物理模型"由摆线和摆球构成"摆线是一条不可伸长&不计质量的细线"摆球是一个可看作质点的小球#在满足偏角小于8Q的条件下"单摆摆动可近似为简谐振动"其周期为!!?)"#槡($)式中可看出"单摆摆动周期与振幅&质量无关"只与摆长X和重力加速度=有关#对式($)变形即可得到重力加速度的计算公式!#?3 )"!)())国外"6Z=W()%$))和O]T-()%$))首先利用智能手机内置的加速度传感器对单摆运动进行研究#实验中将手机作为摆球"利用;C E c O_]Y软件连接手机获得加速度-时间图像"相邻两个最大值或最小值之间的时间间隔即是摆动周期#这是最早利用智能手机测量重力加速度的实验"为之后智能手机测量重力加速度法的各种方法奠定了"科技创新科技风"#"$年$#月基础$4%#C/X/()%$4)和6/Z X D-\D()%$4)先后利用智能手机中的光传感器和磁传感器测量单摆的运动周期"操作简单"数据采集方便$'2$%%#C/X/()%)%)利用智能手机门警报系统测量重力加速度#门铃音频信号由智能手机作为时间序列记录"从而可以测量振荡周期"从而确定重力加速度#该设置也是单摆运动周期基于音频的明显演示$$$%#国内"李玉峰()%$3)采用高像素智能手机录制单摆运动过程"利用开源视频运动分析软件R V D,.Y V获取单摆运动位移随时间变化图像"对运动图像进行傅立叶分解和数值拟合计算出了单摆运动周期$$)%#刘利澜等()%$4& )%$')将智能手机的光线传感器用在单摆实验中"利用手机光线传感器软件分析得到单摆做简谐振动时的图像计算了重力加速度$$(2$3%'刘利澜&李德安()%)%)利用手机磁传感器记录随单摆做简谐运动的磁铁"测得单摆运动周期并计算了重力加速度$$8%#&焦利称法测量重力加速度将质量为<的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧下端"构成一个弹簧振子"若物体在外力作用下(如用手下拉"或向上托)离开平衡位置少许"然后释放"则物体就在平衡点附近做简谐振动"其周期为!!?) $B%$%&槡(()式中%是待定系数"它的值近似为$*("可由实验测得"$%是弹簧本身质量"而%$%被称为弹簧的有效质量"$是悬挂在弹簧下端的物体质量#通过测量弹簧振子的振动周期!"就可由式计算出弹簧劲度系数&#根据牛顿定律"竖直方向的弹簧静止时"弹簧弹力和悬挂重物重力大小相等"可得!$#?&'(3)式中"$为悬挂重物的质量"&为弹簧劲度系数"'为弹簧的形变量#对式(3)变形可得!#?'$&(8)这样测出弹簧劲度系数就可以计算出重力加速度#O]T-()%$))和6Z=W()%$))首先利用智能手机加速度传感器测量出竖直方向的弹簧振动加速度的变化周期"从而得到弹簧的振动周期$$0%#;D-U()%$()和a/X X()%$4)分别利用智能手机光传感器测量出气垫导轨上和竖直方向上带有光源的弹簧系统振动周期$$12$4%#C/X/()%$')利用智能手机磁传感器测量出弹簧劲度系数$$'%#国内"朱镜红()%$0)和赵荣俊()%$1)利用智能手机加速度传感器测量出弹簧劲度系数"并分别用不同方法进行数据处理"实验结果都较好$)%2)$%#林奕晖()%)%)同时用光传感器和磁传感器测量出弹簧劲度系数"用<E R K E d软件对数据进行处理"测量结果与理论值符合度都很高$))%##多普勒效应法多普勒效应指出"当波源或观察者"或者两者同时相对于介质有相对运动时"观察者接收到的波的频率与波源的振动频率不同#波源与观察者距离变近时接收频率大于波源频率"两者距离变远时接收频率小于于波源频率#以声波为例"如果波源与观察者做相对运动"则观察者接收到的频率表达式为!()?*B)*F++(0)其中"当观察者与波源接近时")&+取正值"远离时" )& +取负值#欧剑雄()%$8)利用智能手机E C C软件+音频发生器, +A V Y ef Z]-W Y V,和声音传感器实现了对不同条件下多普勒效应的定量测量"实验效果明显"为以后智能手机测量多普勒效应实验奠定了基础$)(%#苗红梅()%)$)利用两部智能手机"借助软件aT`aTZ I进行了多普勒效应居家实验"并通过处理数据得到了声速和重力加速度$)3%#"其他测量重力加速度的方法除上述用智能手机测量重力加速度的方法"还有双线摆法&三线摆法&复摆法&自由落体法和多普勒效应法等#双线摆法&三线摆法和复摆法与单摆法实验原理相似"主要是测量不同类型摆的周期从而根据不同理论公式计算重力加速度#用智能手机测量周期的方法"教学科研人员已经做了很多工作"胡琦珩()%$1)和宋伊()%$4)分别利用智能手机角速度传感器测量了复摆的周期"进而精确计算出重力加速度$)82)0%'李立()%$')等用智能手机磁传感器测出双线摆周期并用Z V/=/-软件结合最小二乘法求出重力加速度$)1%#6Z=W()%$))D-\O]T-()%$))基于自由落体原理利用智能手机加速度传感器测量了重力加速度$)4%# '结语本文对智能手机测量重力加速度的几种常见方法进行了梳理和探讨#实验中智能手机既可以作为被测量物体(如弹簧摆模型和单摆模型)"也可以作为测量工具'测量所用的传感器主要包括光传感器&磁传感器&加速度传感器和角速度传感器'实验创新点是通过在原有实验装置上加装光源&小磁铁等信号源便于用智能手机传感器进行测量"使操作简单&采集数据便捷&普及率高&功能广泛的智能手机代替了传统实验室操作较复杂&功能较单一且昂贵的实验仪器#目前"基于智能手机利用+摆,类方法和焦利称法测量重力加速度的研究较多"智能手机在其他测量重力加速度方法中的应用是我们可以研究的方向之一#'!科技风"#"$年$#月科技创新另外利用智能手机进行实验教学的研究在我国刚刚起步 其教学评价机制及教学效果也是我们可以深入研究的一个方向 因此 对利用智能手机测量重力加速度的方法进行归纳总结为以后将智能手机测量重力加速度的方法引入实际实验教学过程提供了参考依据 使智能手机在物理实验中的应用思路更清晰参考文献'$(李锡均!程敏熙!江敏丽&数字传感器新载体***智能手机在物理实验中的应用综述'S(&大学物理!)%$4! (1%%)&)8(28'B0(&')(张容!王星雨!郑鑫玉!等&基于智能手机地磁场水平分量的测量'S(&大学物理实验!)%)%!((%%$&)3123'& '((刘炜!程敏熙&利用智能手机磁传感器测量亥姆霍兹线圈磁场'S(&大学物理!)%)%!('%%8&)($2()B3(& '3(马金龙!李作栋!陈艳伟&用智能手机对载流导体三维磁场的测量研究'S(&物理与工程!)%$'!)'%;$&) $$'2$)%&'8(杜嘉萍!周少娜!庄瑾!等&巧用磁传感器测量旋转物体的角速度'S(&物理实验!)%$4!(4%$$&)8420$& '0(云书涵!王馨雨!吴婷!徐艺林!孔伟金&巧用智能手机精测激光波长'S(&物理教学探讨!)%$'!(1%%)&) 30234&'1(李捷!张军朋&智能手机在物理教学中应用研究现状及展望'S(&物理通报!)%)%%$%&)$$'2$)3&'4(C D W V/.6Z=W!S Z,TY-O]T-&E-D X`N/-=U/9aX Y aY-\]X]9 aTY-Z9Y-Db/W T DU9D V W aTZ-YD,,Y X Y V D W/Z-U Y-U Z V'S(&R TY C T`U/,U R Y D,TY V!)%$)!8%)3('233%&''(g-Z^V YC/X/!c Y-D-W Y6/Z X D-\D&E U/9aX YaY-\]X]92 [D U Y\9Y D U]V Y9Y-W Z^=b/W T DU9D V W aTZ-YX/=TW U Y-U Z V'S(& R TY C T`U/,U R Y D,TY V!)%$4!8(%3&&'$%(g-Z^V Y C/X/!c Y-D-W Y6/Z X D-\D!f X D]\Y f Y-/N D&<Y D U2 ]V Y9Y-W Z^=]U/-=D9D=Y W/,-aY-\]X]9D-\D U9D V W aTZ-Y9D=2 -Y W Z9Y W Y V'S(&R TY C T`U/,U R Y D,TY V!)%$4!80%3&))842)8'& '$$(g-Z^V Y dC/X/&;Z]-\2[D U Y\9Y D U]V Y9Y-W Z^=]U/-= D\Z Z V D X D V9D-\D U9D V W2aTZ-Y)X/U W Y-/-=W Z W TY U/9aX Y aY-\]2 X]9'S(&C T`U/,U J\],D W/Z-!)%)%!88%(&&'$)(李玉峰&基于智能手机的单摆实验创新设计'S(&新疆师范大学学报%自然科学版&!)%$3!((%%(&)0020'B)& '$((刘利澜!练永宝!梁利雄!等&基于手机传感器的单摆实验研究'S(&物理通报!)%$4%%4&)03201&'$3(刘利澜!李德安!周少娜&巧用智能手机拓展单摆实验'S(&物理实验!)%$'!('%%8&)8'20)&'$8(刘利澜!李德安&利用手机传感器研究变化磁场中的单摆运动'S(&物理通报!)%)%%%3&)$%(2$%1& '$0(S Z,TY-O]T-!C D W V/.6Z=W&E-D X`N/-=U aV/-=aY-\]X]9 aTY-Z9Y-Db/W T DU9D V W aTZ-YD,,Y X Y V D W/Z-U Y-U Z V'S(&R TY C T`U/,U R Y D,TY V!)%$)!8%)8%328%8&'$1(;D-U S E!<D-+h Z-AS!C Y V Y/V D EKS&"U,/X X D W/Z-U U W]\/Y\b/W T W TY U9D V W aTZ-Y D9[/Y-W X/=TW U Y-U Z V'S(&J]V Z aY D-S Z]V-D X Z^C T`U/,U!)%$(!(3)$(3'2$(83&'$4(g-Z^V YC/X/&E\`-D9/,2[D U Y\9Y D U]V Y9Y-W Z^D U aV/-=,Z-U W D-W b/W T D U9D V W2aTZ-Y X/=TW U Y-U Z V&)%$4!8(%(&& '$'(g-Z^V YC/X/!c Y-D-W Y6/Z X D-\D&<Y D U]V/-=DU aV/-= ,Z-U W D-W b/W T D U9D V W aTZ-Y9D=-Y W/,^/Y X\U Y-U Z V'S(&C T`U/,U J\],D W/Z-!)%$'!81%(&)$'42$''&')%(朱镜红!张雄&用智能手机传感器测量弹簧的劲度系数'S(&物理通报!)%$0%%(&)'$2')&')$(赵荣俊!刘应开&用智能手机加速度传感器分析弹簧振动现象'S(&物理教师!)%$1!(4%%$&)83284& '))(林奕晖!李德安&利用智能手机测量弹簧劲度系数与重力加速度'S(&物理实验!)%)%!3%%%(&)8828'& ')((欧剑雄&智能手机在多普勒效应中的应用'S(&物理实验!)%$8!(8%$$&)$(2$0&')3(苗红梅!杨智敏&利用智能手机居家测量声速和重力加速度'S(&大学物理!)%)$!3%%%$&))12()')8(胡琦珩!丁益民&利用智能手机测定重力加速度'S(&物理实验!)%$1!(1%%4&)$32$0&')0(宋伊!丁益民!胡琦珩!等&利用智能手机磁传感器测重力加速度'S(&大学物理实验!)%$4!($%%)&)('23$& ')1(李立!张皓晶!张雄!等&基于智能手机磁性传感器测量重力加速'S(&物理实验!)%$'!('%%'&)8420%B0(& ')4(C D W V/.6Z=W!S Z,TY-O]T-&E-D X`N/-=^V Y Y^D X X b/W T D U9D V W aTZ-YD,,Y X Y V D W/Z-U Y-U Z V'S(&R TYC T`U/,UR Y D,TY V! )%$)!8%)$4)2$4(&作者简介 王莎莎%$'40*5&!女!山东东营人!硕士!讲师!研究方向)电磁理论及应用#)科技创新科技风"#"$年$#月。

专利名称：一种单摆法智能重力加速度测量装置专利类型：实用新型专利
发明人：郭敏强,朱裕,巩雪晴,施伟斌,辛孟斐
申请号：CN201320762631.8
申请日：20131128
公开号：CN203561753U
公开日：
20140423
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供了一种单摆法智能重力加速度测量装置，包括：支架、摆线、数据传输线、数据接口、电源接口、增加按钮、复位键、选择按钮、确定按钮、减小按钮、开关、箱体、液晶显示屏、小球、光电门、导线和单片机。

本实用新型采用微处理器结合光电技术进行自动计时，自动计算，具有测量精度高、速度快、使用方便、灵活、成本低廉的优点，该装置不仅能研究单摆周期与摆幅关系、单摆周期与摆角关系，同时能准确测量地球各点的绝对重力加速度值，对国防建设、经济建设、科学研究和地壳内部的结构、构造、探查固体矿产与油气资源分布具有重意义。

申请人：郭敏强
地址：450001 河南省郑州市高新区科学大道100号郑州大学新校区信息工程学院研究生办公室国籍：CN
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微型加速度计的制备及软件调试一、引言微型加速度计是一种用于测量物体加速度和重力加速度的仪器。

由于其体积小、重量轻、精度高、响应速度快等特点，被广泛应用于航空航天、汽车工业、医疗器械、智能手机等领域。

近年来，随着物联网、智能城市的发展，微型加速度计的需求量越来越大。

本文旨在介绍微型加速度计的制备和软件调试过程，并分享一些经验。

二、材料和器件所需材料和器件主要有：微加速度传感器、运放、电阻器、电容器、晶体管、电源、示波器、电缆线等。

其中，微加速度传感器是最核心的部分，直接影响仪器的灵敏度和准确性。

三、制备过程1. 设计电路图首先需要根据仪器要求设计电路图，确定所需器件和元器件参数，绘制出电路原理图。

要注意保证电路的稳定性、精度和抗干扰性，以免影响测量结果。

2. 制作电路板根据电路原理图制作电路板，包括布线、钻孔、焊接等步骤。

焊接时要注意避免短路和焊点松动的情况，保证电路板的可靠性。

同时，还要进行电路板的清洗和检测，确保没有错位、缺陷等问题。

3. 安装传感器将微加速度传感器安装在电路板上，并与电路板相连。

传感器需要仔细调整和固定，使其与其他电路元件的连接良好，保证测量准确性。

4. 调试电路用电源给电路供电，并根据指南盘调整电路的阈值、增益、偏移等参数，使其达到最佳测量状态。

此外，还需要进行故障排除和维修，处理电路中可能出现的问题，如漏电、信号干扰等。

四、软件调试在仪器基本功能达到要求后，还需要进行软件调试，包括安装和设置测量软件、编写和运行测试程序、数据采集和分析等步骤。

在进行软件调试时，需要注意以下几个方面：1. 软件的兼容性选择与仪器硬件适配的软件，确保其能够读取和处理测量数据，并进行相应的输出、显示和保存。

2. 测量程序的编写编写测试程序时，需要注意程序的正确性和有效性。

在编写程序前，先确定测试方案和测试参数，选择合适的数据采集模式，并对程序进行调试和优化。

3. 数据的采集和分析数据的采集和分析是软件调试的重要一环。