專利名稱：：自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及實驗量測儀器，尤其涉及一種自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀。
背景技術(shù)：
：水工建筑物常常都與水體直接接觸，所以計算某一受壓面上的靜水壓力是經(jīng)常遇到的實際問題。因此，靜水總壓力實驗是水力學(xué)及流體力學(xué)教學(xué)實驗環(huán)節(jié)一項必不可少的實驗項目。目前，國內(nèi)外的同類實驗儀器測量靜水總壓力的方式多采用人工配力的方法。然而，此類傳統(tǒng)的靜水總壓力實驗儀存在著一定弊端其一，扇形體缺失水平向調(diào)準(zhǔn)參照點，致使扇形體矩形面垂直難以校準(zhǔn)，導(dǎo)致實驗操作煩瑣、費時；其二，機構(gòu)間位移造成實驗誤差無法消除；其三，僅靠人工配力，受實驗者主觀影響因數(shù)較大，影響實驗精度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀。自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀具有下水箱、在下水箱內(nèi)設(shè)有水泵，下水箱與上水箱通過供水管連接，上水箱底部設(shè)置放水閥，上水箱上部設(shè)置支座，杠桿與支座連接于支點，杠桿一側(cè)下端固定扇形體，扇形體探入上水箱內(nèi)，杠桿另一側(cè)布置杠桿調(diào)節(jié)螺絲，杠桿調(diào)節(jié)螺絲與壓重體用掛重線連接，壓重體置于測力傳感器上。所述的扇形體上具有軸向水準(zhǔn)泡、標(biāo)尺，軸向水準(zhǔn)泡顯示水平時，扇形體矩形面為鉛垂面，扇形體兩弧形面為同心圓，圓心匯交于支點。所述的上水箱內(nèi)寬必須比扇形體厚度大2cm以上，扇形體置于上水箱中心位置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果1)采用了獨立自循環(huán)恒壓供水系統(tǒng)，操作簡便直觀,適合于現(xiàn)代教學(xué)要求；2)首創(chuàng)力傳感器測靜水總壓力，精確直觀；3)專門設(shè)置杠桿支點及扇形體軸向水準(zhǔn)參照及調(diào)教裝置，消除外力及受力體位移雙重影響，力臂長度精準(zhǔn)，數(shù)據(jù)更精確可靠。圖1是自循環(huán)電測實驗儀靜水總壓力結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是任意平面上的靜水總壓力；圖3是矩形平面上的靜水總壓力；圖4是鉛直平面上的靜水總壓力。圖中杠桿1、軸向水準(zhǔn)泡2、扇形體3、支座4、支點5、杠桿調(diào)節(jié)螺絲6、標(biāo)尺7、上水箱8、供水管9、放水閥10、下水箱11、水泵12、掛重線13、壓重體14、測力傳感器15具體實施例方式如圖l所示，自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀具有下水箱11、在下水箱11內(nèi)設(shè)有水泵12，下水箱11與上水箱8通過供水管9連接，上水箱8底部設(shè)置放水閥10，上水箱8上部設(shè)置支座4，杠桿1與支座4連接于支點5，杠桿1一側(cè)下端固定扇形體3，扇形體3探入上水箱8內(nèi)，杠桿1另一側(cè)布置杠桿調(diào)節(jié)螺絲6，杠桿調(diào)節(jié)螺絲6與壓重體14用掛重線13連接，壓重體14置于測力傳感器15上。所述的扇形體3上具有軸向水準(zhǔn)泡2、標(biāo)尺7，軸向水準(zhǔn)泡2顯示水平時，扇形體3矩形面為鉛垂面，扇形體3兩弧形面為同心圓，圓心匯交于支點5。所述的上水箱8內(nèi)寬必須比扇形體3厚度大2cm以上，扇形體3置于上水箱8中心位置。本發(fā)明的工作過程是啟動下水箱內(nèi)水泵，下水箱向上水箱內(nèi)供水，待上水箱內(nèi)水位達到某一位置，關(guān)閉水泵，探入上水箱內(nèi)的扇形體的部分體積浸沒于水中，其水平向靜水壓力對支點產(chǎn)生的力矩由測力傳感器感應(yīng)測得，實驗結(jié)束，開啟放水閥可使上水箱內(nèi)水體回到下水箱。本發(fā)明的實驗裝置，其工作原理，其方程式為1.靜止液體作用在任意平面上的總壓力靜水總壓力求解，包括大小、方向和作用點。圖2中MV是與水平面形成S角的一斜置任意平面的投影線。右側(cè)承受水的作用，受壓面面積為J。C代表受壓平面的形心，F(xiàn)代表平面上靜水總壓力，D代表靜水總壓力的作用點。作用在任意方位，任意形狀平面上的靜水總壓力F的大小等于受壓面面積與其形心點C所受靜水壓強的乘積，即總壓力的方向是沿著受壓面的內(nèi)法線方向。2.矩形平面上的靜水總壓力4設(shè)一矩形平面傾斜置于水中，如圖3。矩形平面頂離水面高度為A，底離水面高度為//，且矩形寬度為6，高度為a。(1)總壓力大小F為合力作用點距底的距離e為g=---3+(2)若壓強為三角形分布，則/2=0，總壓力大小為合力作用點距底的距離為c=一3(3)若作用面是鉛垂放置的，如圖4，可令即壓強為梯形分布或三角形分布，其總壓力大小均可表示為合力作用點距底距離也均可表示為e=---3數(shù)據(jù)處理及成果要求1.記錄有關(guān)信息及實驗常數(shù)實驗設(shè)備名稱電測平面靜水總壓力實驗儀實驗臺號』實驗者_實驗日期_杠桿臂距離ZQ=22.5xl0-2m扇形體垂直距離(扇形半徑)丄=21xl(T2m扇形體寬6=__xl0'2m矩形端面高f9.8xl0-2m/=1.0xl03kg/m32.實驗數(shù)據(jù)記錄(參表l)及計算結(jié)果(參表2)表1測量記錄表格<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀，其特征在于它具有下水箱(11)、在下水箱(11)內(nèi)設(shè)有水泵(12)，下水箱(11)與上水箱(8)通過供水管(9)連接，上水箱(8)底部設(shè)置放水閥(10)，上水箱(8)上部設(shè)置支座(4)，杠桿(1)與支座(4)連接于支點(5)，杠桿(1)一側(cè)下端固定扇形體(3)，扇形體(3)探入上水箱(8)內(nèi)，杠桿(1)另一側(cè)布置杠桿調(diào)節(jié)螺絲(6)，杠桿調(diào)節(jié)螺絲(6)與壓重體(14)用掛重線(13)連接，壓重體(14)置于測力傳感器(15)上。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀，其特征在于，所述的扇形體(3)上具有軸向水準(zhǔn)泡(2)、標(biāo)尺(7)，軸向水準(zhǔn)泡(2)顯示水平時，扇形體(3)矩形面為鉛垂面，扇形體(3)兩弧形面為同心圓，圓心匯交于支點(5)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀，其特征在于，所述的上水箱(8)內(nèi)寬必須比扇形體(3)厚度大2cra以上，扇形體(3)置于上水箱(8)中心位置。全文摘要本發(fā)明公開了一種自循環(huán)電測靜水總壓力實驗儀。它具有下水箱、在下水箱內(nèi)設(shè)有水泵，下水箱與上水箱通過供水管連接，上水箱底部設(shè)置放水閥，上水箱上部設(shè)置支座，杠桿與支座連接于支點，杠桿一側(cè)下端固定扇形體，扇形體探入上水箱內(nèi)，杠桿另一側(cè)布置杠桿調(diào)節(jié)螺絲，杠桿調(diào)節(jié)螺絲與壓重體用掛重線連接，壓重體置于測力傳感器上；扇形體上具有軸向水準(zhǔn)泡、標(biāo)尺。本發(fā)明采用了獨立自循環(huán)恒壓供水系統(tǒng)，操作簡便直觀；首創(chuàng)力傳感器測靜水總壓力，精確直觀；專門設(shè)置杠桿支點及軸向水準(zhǔn)泡，消除外力及受力體變形雙重影響，力臂長度精確，數(shù)據(jù)更精確可靠。文檔編號G01M10/00GK101673484SQ20091015364公開日2010年3月17日申請日期2009年9月30日優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日發(fā)明者毛根海,毛欣煒,潘穎川,胡衛(wèi)紅,陳少慶申請人:浙江大學(xué)