智能型重力加速度測(cè)試儀的研制

3 測(cè)量方法與結(jié)果
將單擺按順序安裝完畢，用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)量出擺線(xiàn)長(zhǎng)和擺球直徑(測(cè)量5次取平均值)使擺角為3°，接通重力加速度智能測(cè)定裝置電源，從矩陣鍵盤(pán)中輸入單擺擺長(zhǎng)和擺球擺動(dòng)次數(shù)，然后按下確認(rèn)鍵，擺球釋放。
當(dāng)1602液晶顯示器計(jì)數(shù)擺動(dòng)次數(shù)“n=00”時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)計(jì)時(shí)，當(dāng)設(shè)定的次數(shù)到達(dá)時(shí)，定時(shí)器停止計(jì)時(shí)并顯示總時(shí)間。
在重力加速度測(cè)定裝置鍵盤(pán)上設(shè)定多種擺長(zhǎng)、多種小球擺動(dòng)次數(shù)對(duì)應(yīng)的重力加速度的數(shù)值，將在液晶屏上自動(dòng)顯示出數(shù)值。
測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下列各表。

4 測(cè)量結(jié)果的分析與討論
(1)由所測(cè)數(shù)據(jù)可得，單擺長(zhǎng)等于60cm、擺動(dòng)次數(shù)為65時(shí)測(cè)得誤差最小，使用重力加速度測(cè)定裝置比原來(lái)傳統(tǒng)方法精度可提高30～50倍，可見(jiàn)改進(jìn)后的測(cè)試系統(tǒng)比傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)性能優(yōu)越。
(2)由所測(cè)數(shù)據(jù)可知，擺動(dòng)次數(shù)越大越好，但是應(yīng)有一定限度，擺動(dòng)次數(shù)到達(dá)60次和65次時(shí)測(cè)量結(jié)果基本上不變，最大擺動(dòng)次數(shù)取65。
(3)同樣使用重力加速度智能測(cè)定裝置擺長(zhǎng)越大越好，但是擺長(zhǎng)過(guò)大，空氣阻力增大，測(cè)量精度下降，由以上表格可見(jiàn)擺長(zhǎng)超過(guò)60cm以后，測(cè)量精度反而降低，故擺長(zhǎng)選定60cm為宜。
(4)由表1、表2數(shù)據(jù)代入式(6)、(9)可得由長(zhǎng)度和時(shí)間引起的測(cè)量誤差。
(5)由表2得本次測(cè)量重力加速度的測(cè)量值為g測(cè)=9．783m／s2。
(6)由式(11)得本次測(cè)量重力加速度的實(shí)際值為g實(shí)際=9．784m／s2±0．003 m／s2。
山東省菏澤市處于東經(jīng)115．43°、北緯35．24°、海拔36～50米，重力加速度計(jì)算公式為
g理=980．616-2．5928cosφ+0．0069 cos2φ-3．086×10-6Hcm／s2 (12)
其中H為海拔高度，φ為所在地區(qū)的緯度。由式(12)計(jì)算得菏澤本地的重力加速度約為9．785 m／s2?？梢?jiàn)采用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量的重力加速度的值，與用公式計(jì)算出的菏澤本地加速度基本相等。