受迫振动与共振综合实验仪制造技术

受迫振动与共振综合实验仪，属于教学实验仪器技术领域。其包括底座，底座上固定设置左立柱和右立柱，左立柱和右立柱之间从上至下设置第一横梁和第二横梁，第一横梁一端与左立柱铰接配合，另一端与设置在右立柱上的产生共振弹簧配合，第一横梁顶面固定设置金属片系统和产生共振电机，第一横梁底面固定设置单摆系统和弹簧振子系统，弹簧振子系统包括弹簧振子和固定在弹簧振子底部的砝码，弹簧振子的弹簧振子圆柱体穿过第二横梁的通孔。本实用新型专利技术避免了现有实验仪的单一性，另外又增加了除金属片共振外的两种受迫实验内容，不但可以进行演示性实验，还能够通过定量计算有针对性地进行实验。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于教学实验仪器
，具体设及受迫振动与共振综合实验仪。
技术介绍
陈健与朱纯主编《物理课程探究性实验》一书中，"实验Ξ十五，受迫振动与共振"， 几个长度不等的弹性金属片固定在一根金属支架上，支架一端固定一偏屯、马达，马达的转 速是通过调节电源输出电压来控制，偏屯、马达转动带动金属支架和固定在支架上的弹性金 属片振动。弹黃片采用钢银条制成。 该装置类似于如图1所示情况，不同的是马达下的弹黃直接固定在了底座上。固 定钢银条的金属片一端固定于稍高于底座的支撑架上，另一端固定在底座弹黃上，弹黃正 上方固定偏屯、马达（电机)，钢银条插入金属片上的一种实验装置，运种装置实验单一，效果 有限。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于设计提供一种受迫振动与共振 综合实验仪的技术方案。 所述的受迫振动与共振综合实验仪，包括底座，其特征在于所述的底座上固定设 置左立柱和右立柱，所述的左立柱和右立柱之间从上至下设置第一横梁和第二横梁，所述 的第一横梁一端与左立柱较接配合，另一端与设置在右立柱上的产生共振弹黃配合，所述 的第一横梁顶面固定设置金属片系统和产生共振电机，所述的第一横梁底面固定设置单摆 系统和弹黃振子系统，所述的弹黃振子系统包括弹黃振子和固定在弹黃振子底部的破码， 所述的弹黃振子的弹黃振子圆柱体穿过第二横梁的通孔。 所述的受迫振动与共振综合实验仪，其特征在于所述的产生共振电机通过导线连 接电机转速控制器，所述的电机转速控制器固定设置在底座上。 所述的受迫振动与共振综合实验仪，其特征在于所述的第二横梁两端设置U形 口，所述的第二横梁的两端U形口分别与左立柱和右立柱卡接配合后通过螺钉固定。 上述的受迫振动与共振综合实验仪，设计合理，避免了现有实验仪的单一性，另外 又增加了除金属片共振外的两种受迫实验内容，不但可W进行演示性实验，还能够通过定 量计算有针对性地进行实验。【附图说明】 图1为现有受迫振动演示仪的结构示意图； 图2为本技术的结构示意图； 图3为本技术进行金属片共振实验的原理图； 图4为本技术进行单摆共振实验的原理图； 图5为本技术进行弹黃振子共振实验的原理图；图6为本技术中第二横梁的结构示意图。[001引 图中：1-底座；2-左立柱；3-第二横梁；301-通孔；302-U形口；303-螺钉；4-第 一横梁；5-右立柱；6-产生共振弹黃；7-产生共振电机；8-导线；9-电机转速控制器； 10-金属片系统；11-单摆系统；12-弹黃振子；13-弹黃振子圆柱体；14-破码。【具体实施方式】W下结合说明书附图来进一步说明本技术。 如图2和6所示，受迫振动与共振综合实验仪包括底座1，底座1上固定设置左立 柱2和右立柱5,左立柱2和右立柱5之间从上至下设置第一横梁4和第二横梁3。第一横 梁4 一端与左立柱2较接配合，另一端与设置在右立柱5上的产生共振弹黃6配合。第二 横梁3两端设置U形口 302,第二横梁3的两端U形口 302分别与左立柱2和右立柱5卡 接配合后通过螺钉303固定。第一横梁4顶面固定设置金属片系统10和共振产生电机7。 金属片系统10由一组钢银条构成。产生共振电机7通过导线8连接电机转速控制器9,电 机转速控制器9用于控制产生共振电机7的转速，电机转速控制器9固定设置在底座1上。 第一横梁4底面固定设置单摆系统11和弹黃振子系统。单摆系统11由一组单摆构成。弹 黃振子系统包括弹黃振子12和固定在弹黃振子12底部的破码14,弹黃振子12的弹黃振子 圆柱体13穿过第二横梁3的通孔301。 如图3、4和5所示，本技术可进行金属片共振实验、单摆共振实验和弹黃振子 共振实验，丰富了实验内容和内涵。 本技术改进后的优越性： 改进后的受迫振动与共振综合实验仪：其一，可W做Ξ种不同类型的受迫实验； 其二，第一横梁底面设置栓线活动栓，用来固定不同摆长单摆；其Ξ，采用在立柱中间设置 能够使弹黃振子圆柱体上下活动的第二横梁；运样的一种装置，根据所做实验类型的需要， 就利用相应的配置零件做相应的实验；第四，增加了实验内容，更丰富了实验内涵；第五， 尤其单摆与弹黃振子实验可W通过定量计算，来有针对性地做相应实验； (1)钢银条的共振现象巧日图3) 系统在周期性外力的作用下会产生受迫振动，不同长度的金属片，其固有振动频 率不同，当产生共振电机7W不同转速转动时，该强迫外力频率与某一个金属片固有振动 频率相同时，该金属片受迫振动的幅度将会达到极大值，即产生了共振。调节共振产生电机 7的转速，就可改变强迫力的频率，从而使不同长度的弹性金属片先后产生共振。 (2)单摆实验原理巧日图4) 设电机转速η(转/秒)，电动机转动角速度ω(弧度/秒)，感=遂编……（1) 单摆周期与摆长的关系：......似 由（1)、（2)式得：......(3) 可见，当电机转速（η)改变时，使之单摆摆长刚好满足（3)式，而计算出来的摆长 刚好符合8个摆长中的一个，那么该单摆就会跟随电机的转动而做周期性的摆动。当然，我 们也可W由（3)式得：......(4) 根据（4)式，设计某一单摆摆长.，代入（4)式，计算出电机转速η，设置控制箱电机 转速η，让电机W该转速转动，运样就可看到对应该摆长1的单摆做周期性摆动，其摆动周 期为（2)式计算结果。 (3)弹黃振子共振原理巧日图5) 设弹黃振子弹性系数k，弹黃振子下悬挂质量m，弹黃阵子周期计算公式......巧） 电动机转动角速度族二3;||:，要使弹黃振子跟随电机转动产生共振，必须有 由上式可知，保证弹黃性质不变，也就是在采用同一个弹黃振子条件下，即弹黃振 子下的破码质量m与电机转速的平方成反比，若调节偏屯、马达的转速（n)，使之满足（5)式 时，弹黃振子就会产生周期性共振现象。或者由（6)式推导得......(7) 根据（7)式，首先确定弹黃振子悬挂质量m，代入（7)式，计算电机转速n，设置控制 箱电机转速n，让电机W转速η转动，运样就可看到对应该悬挂质量m下，弹黃振子做周期性 振动情况，其振动周期为（5)式计算结果。 如上Ξ个实验，在做其中某一个实验时，可将将与该实验无关的另外两个实验元 件取下，而与该实验相关元件装上，再进行实验。W上所述及图中所示的仅是本技术的优选实施方式。应当指出，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可W作出若干变型和改进，运 些也应视为属于本技术的保护范围。【主权项】1. 受迫振动与共振综合实验仪，包括底座（1 )，其特征在于所述的底座（1)上固定设置 左立柱（2)和右立柱（5)，所述的左立柱（2)和右立柱（5)之间从上至下设置第一横梁（4) 和第二横梁（3)，所述的第一横梁（4) 一端与左立柱（2)铰接配合，另一端与设置在右立柱 (5)上的产生共振弹簧（6)配合，所述的第一横梁（4)顶面固定设置金属片系统（10)和产 生共振电机（7)，所述的第一横梁（4)底面固定设置单摆系统（11)和弹簧振子系统，所述的 弹簧振子系统包括弹簧振子（12)和固定在弹簧振子（12)底部的砝码（14)，所述的弹簧振 子（12)的弹簧振子圆柱体（13)穿过第二横梁（本文档来自技高网...

【技术保护点】
受迫振动与共振综合实验仪，包括底座（1），其特征在于所述的底座（1）上固定设置左立柱（2）和右立柱（5），所述的左立柱（2）和右立柱（5）之间从上至下设置第一横梁（4）和第二横梁（3），所述的第一横梁（4）一端与左立柱（2）铰接配合，另一端与设置在右立柱（5）上的产生共振弹簧（6）配合，所述的第一横梁（4）顶面固定设置金属片系统（10）和产生共振电机（7），所述的第一横梁（4）底面固定设置单摆系统（11）和弹簧振子系统，所述的弹簧振子系统包括弹簧振子（12）和固定在弹簧振子（12）底部的砝码（14），所述的弹簧振子（12）的弹簧振子圆柱体（13）穿过第二横梁（3）的通孔（301）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐波，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33