测量水平方向高速运动物体转速的装置与其操作方法技术领域
本发明涉及测量物体转速的领域，具体为测量水平方向高速运动物体转速的装置
与其操作方法。
背景技术
转速是能源设备与动力机械性能测试中的一个重要的特性参量，因为动力机械的
许多特性都有转速密切相关。由于摩擦力的存在，当我们设定一个物体的转速为某个值时，
而实际情况中物体达不到这个转速；在实验中，物体转速的值不准确，往往会导致失之毫厘
差之千里，直接关系到实验的成败。根据转速测量的工作方式可分为两大类，接触式转速测
量仪表和非接触式转速测量仪表，传统的转速测量采用光耦或者霍尔点机脉冲检测，存在
着转速响应慢，电路机械装置复杂，寿命短价格高等缺点，而且测量结果不精确。
发明内容
本发明的目的在于提供测量水平方向高速运动物体转速的装置与其操作方法，以
解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：测量水平方向高速运动物体转速的
装置，包括小球、弹簧、弹力测量装置、位置标记线、信号处理装置和信号接收装置；所述的
弹簧一端连接小球，另一端连接弹力测量装置，所述的弹力测量装置能够测量出弹簧的弹
力，并且将弹力转化成数字信息发送到信号处理装置；所述的位置标记线用于方便使用者
测量位置标记线距旋转中心的长度，测量出来的距旋转中心的长度需要输入到信号接收装
置中，所述的信号接收装置将测量出来的位置标记线距旋转中心的长度转换为数字信息并
发送到信号处理装置；
所述的信号处理装置接收到弹力测量装置发送过来的弹簧弹力的数字信息和信号接
收装置发送过来的位置标记线距旋转中心的长度转换的数字信息后首先进行存储，然后通
过以下公式得到在水平方向运动物体的转速：
Ft=F；
F=4π2*m*R*n2；
其中：Ft为弹簧弹力，单位为N；
F为离心力，单位为N；
m为小球的质量，单位为Kg；
π为圆周率，取值为3.14；
R为离心半径，单位为m；
n为转速，单位为r/s；
所述的信号处理装置将得到的转速、弹簧弹力、离心力和离心半径和小球质量信息存
储后发送到信号接收装置上显示。
优选的，所述的小球由不锈钢材料制成。
优选的，所述的信号处理装置也能够将信息传输至电脑、手机和平板上。
所述的测量水平方向高速运动物体转速的装置，其操作方法为：
第一步、将所述的测量水平方向高速运动物体转速的装置置于需测量转速的物体上；
第二步、测量位置标记线距旋转中心的长度，并输入到信号接收装置中；
第三步、使物体在水平方向上旋转起来，即可在信号接收装置中显示转速、弹簧弹力、
离心力和离心半径和小球质量信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的测量水平方向高速运动物体转速
的装置与其操作方法通过离心力的作用，能够准确的得出物体在水平方向上的实际转速，
方法科学合理，得出的结果精确，此外，能够将转速、弹簧弹力、离心力和离心半径和小球质
量信息在信号接收装置或电脑、手机和平板上显示出来，操作简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的系统结构示意图；
图3为本发明中的小球受力图。
图中：1、小球，2、弹簧，3、弹力测量装置，4、位置标记线，5、信号处理装置，6、信号
接收装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：测量水平方向高速运动物体转速的装置，包
括小球1、弹簧2、弹力测量装置3、位置标记线4、信号处理装置5和信号接收装置6；将测量水
平方向高速运动物体转速的装置粘贴在需测量转速的物体上；弹簧2一端连接小球1，另一
端连接弹力测量装置3，小球1由不锈钢材料制成，质量为0.05Kg为了防止小球因为自身发
生氧化或还原反应而导致自身重力增加或减少，弹力测量装置3能够测量出弹簧2的弹力Ft
=5000N，并且将弹力转化成数字信息发送到信号处理装置5；位置标记线4用于方便使用者
测量位置标记线4距旋转中心的长度R=10m，测量出来的距旋转中心的长度需要输入到信号
接收装置6中，信号接收装置6将测量出来的位置标记线4距旋转中心的长度转换为数字信
息并发送到信号处理装置5；
信号处理装置5接收到弹力测量装置3发送过来的弹簧2弹力的数字信息和信号接收装
置6发送过来的位置标记线4距旋转中心的长度转换的数字信息后首先进行存储，然后通过
以下公式得到在水平方向运动物体的转速：
Ft =F；得出F=5000N
F=4π2*m*R*n2；得出n=15.9r/s；
其中：Ft为弹簧2弹力，单位为N；
F为离心力，单位为N；
m为小球1的质量，单位为Kg；
π为圆周率，取值为3.14；
R为离心半径，单位为m；
n为转速，单位为r/s；
信号处理装置5将得到的转速、弹簧2弹力、离心力和离心半径和小球1质量信息存储后
发送到信号接收装置6上显示。由于物体在水平方向高速旋转，所以重力导致的微小偏差不
予考虑，实际上的影响也是非常非常小的。
实施例2：
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：测量水平方向高速运动物体转速的装置，包
括小球1、弹簧2、弹力测量装置3、位置标记线4、信号处理装置5和信号接收装置6；将测量水
平方向高速运动物体转速的装置捆绑在需测量转速的物体上；弹簧2一端连接小球1，另一
端连接弹力测量装置3，小球1由不锈钢材料制成，质量为0.1Kg为了防止小球因为自身发生
氧化或还原反应而导致自身重力增加或减少，弹力测量装置3能够测量出弹簧2的弹力Ft=
30000N，并且将弹力转化成数字信息发送到信号处理装置5；位置标记线4用于方便使用者
测量位置标记线4距旋转中心的长度R=50m，测量出来的距旋转中心的长度需要输入到信号
接收装置6中，信号接收装置6将测量出来的位置标记线4距旋转中心的长度转换为数字信
息并发送到信号处理装置5；
信号处理装置5接收到弹力测量装置3发送过来的弹簧2弹力的数字信息和信号接收装
置6发送过来的位置标记线4距旋转中心的长度转换的数字信息后首先进行存储，然后通过
以下公式得到在水平方向运动物体的转速：
Ft=F；得出F=30000N
F=4π2*m*R*n2；得出n=12.35r/s；
其中：Ft为弹簧2弹力，单位为N；
F为离心力，单位为N；
m为小球1的质量，单位为Kg；
π为圆周率，取值为3.14；
R为离心半径，单位为m；
n为转速，单位为r/s；
信号处理装置5将得到的转速、弹簧2弹力、离心力和离心半径和小球1质量信息存储后
发送到电脑上显示。由于物体在水平方向高速旋转，所以重力导致的微小偏差不予考虑，实
际上的影响也是非常非常小的。
实施例3：
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：测量水平方向高速运动物体转速的装置，包
括小球1、弹簧2、弹力测量装置3、位置标记线4、信号处理装置5和信号接收装置6；将测量水
平方向高速运动物体转速的装置焊接于需测量转速的物体上；弹簧2一端连接小球1，另一
端连接弹力测量装置3，小球1由不锈钢材料制成，质量为0.02Kg为了防止小球因为自身发
生氧化或还原反应而导致自身重力增加或减少，弹力测量装置3能够测量出弹簧2的弹力Ft
=1000N，并且将弹力转化成数字信息发送到信号处理装置5；位置标记线4用于方便使用者
测量位置标记线4距旋转中心的长度R=5m，测量出来的距旋转中心的长度需要输入到信号
接收装置6中，信号接收装置6将测量出来的位置标记线4距旋转中心的长度转换为数字信
息并发送到信号处理装置5；
信号处理装置5接收到弹力测量装置3发送过来的弹簧2弹力的数字信息和信号接收装
置6发送过来的位置标记线4距旋转中心的长度转换的数字信息后首先进行存储，然后通过
以下公式得到在水平方向运动物体的转速：
Ft =F；得出F=1000 N
F=4π2*m*R*n2；得出n=15.94r/s；
其中：Ft为弹簧2弹力，单位为N；
F为离心力，单位为N；
m为小球1的质量，单位为Kg；
π为圆周率，取值为3.14；
R为离心半径，单位为m；
n为转速，单位为r/s；
信号处理装置5将得到的转速、弹簧2弹力、离心力和离心半径和小球1质量信息存储后
发送到手机上显示。由于物体在水平方向高速旋转，所以重力导致的微小偏差不予考虑，实
际上的影响也是非常非常小的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。