[发明专利]一种测量重力加速度的装置和方法

权利要求书

1.一种测量重力加速度的装置，其特征在于：包括固定底座，所述固定底座一端上方设置有可轴向转动的旋转平台，所述旋转平台顶部设置有可跟随旋转平台轴向转动的圆柱形的圆筒，所述圆筒顶部开有筒口，固定底座另一端上方竖直设置有立杆，所述立杆上设置有水平悬臂，所述水平悬臂末端转动连接有测量臂，所述测量臂末端平行设置有位于圆筒的筒口上方并可向圆筒内照射的激光器，测量臂末端转动连接有长铁臂的一端，所述长铁臂另一端转动连接有短铁臂的一端，短铁臂的另一端转动连接在水平悬臂上并驱动连接有步进电机，水平悬臂上设置有用于检测测量臂与水平悬臂之间夹角的角度测量器，旋转平台上设置有转速测量装置，所述立杆一侧设置有支撑架，所述支撑架上设置有摄像头，所述摄像头信号连接有无线通讯单元，所述无线通讯单元与电脑和手机信号连接。

2.根据权利要求1所述测量重力加速度的装置，其特征在于：所述圆筒内底部中心竖直设置有细长标杆。

3.根据权利要求1所述测量重力加速度的装置，其特征在于：所述水平悬臂和固定底座上均设置有气泡水平仪。

4.根据权利要求1所述测量重力加速度的装置，其特征在于：所述旋转平台的顶部设置有圆形的卡槽，所述卡槽底部为水平台面，圆筒底部卡在卡槽内。

5.根据权利要求1所述测量重力加速度的装置，其特征在于：所述旋转平台驱动连接有旋转电机，所述旋转电机和步进电机连接有电机控制器，所述电机控制器通过无线通讯单元与电脑和手机信号连接。

6.一种如权利要求1所述的测量重力加速度装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，向半径为R的圆柱形的圆筒内注入水，旋转平台带动圆筒轴向转动，转动的角速度为ω，转动的周期为T；

步骤2，待液面稳定后，激光器分别照射液面的最高点和最低点，测量并记录下激光器照射液面的最高点时激光点和液面最高点夹角θ₂，以及激光器照射液面的最低点时激光点和液面最低点夹角θ₁；

步骤3，计算水面最低点距离激光器高度h₁，以及水面最高点距离激光器高度h₂，计算公式为：h₁＝R tanθ₁，h₂＝2R tanθ₂；液面最高处与最低处的高度差为Δh＝h₁-h₂，利用公式计算出重力加速度g。

7.根据权利要求6所述测量重力加速度装置的方法，其特征在于：步骤2中，判断最低点时，在圆筒内底部中心竖直设置细长标杆，细长标杆与水面交接的点即为最低点。

8.根据权利要求6所述测量重力加速度装置的方法，其特征在于：在步骤2中，采用安装在水平悬臂上的角度测量器测量夹角θ₁和夹角θ₂。