基于电磁感应的单摆周期测量装置的研制

介绍了一种基于电磁感应的单摆周期测量装置的工作原理、性能和实验结果.该装置由电感式接近开关、数据采集系统、电源和电脑构成.通过模拟量线性电感式接近开关将摆球与接近开关距离的变化转换成电压信号的变化,然后利用数据采集系统采集并在电脑上实时显示与存储.实时显示可以杜绝漏计导致的周期计数错误现象,存储的数据可以进一步分析单摆的摆动情况.由于采集的数据量比较大,数据包含的信息也更丰富.由于电感式接近开关输出的电压信号含有不同频率的成分,尝试利用快速傅里叶变换法处理数据,将时域信号转换成频域信号.利用频谱分析可以排除高频震荡信号对单摆周期测量的影响,确保周期测量准确.利用传统的秒表和基于电磁感应的单摆周期测量装置进行对比实验,测量单摆的周期.实验结果表明:利用传统的秒表测量,相对误差为0.81％;利用基于电磁感应的单摆周期测量装置,相对误差可达0.31％,说明基于电磁感应的单摆周期测量装置的准确度更高.此外,基于电磁感应的单摆周期测量装置具有调节简便、可靠性高等优点,具有一定的推广和使用价值.