智能型重力加速度測試儀的研制

3 測量方法與結(jié)果
將單擺按順序安裝完畢，用鋼卷尺和游標卡尺分別測量出擺線長和擺球直徑(測量5次取平均值)使擺角為3°，接通重力加速度智能測定裝置電源，從矩陣鍵盤中輸入單擺擺長和擺球擺動次數(shù)，然后按下確認鍵，擺球釋放。
當1602液晶顯示器計數(shù)擺動次數(shù)“n=00”時，定時器自動計時，當設定的次數(shù)到達時，定時器停止計時并顯示總時間。
在重力加速度測定裝置鍵盤上設定多種擺長、多種小球擺動次數(shù)對應的重力加速度的數(shù)值，將在液晶屏上自動顯示出數(shù)值。
測試結(jié)果見下列各表。

4 測量結(jié)果的分析與討論
(1)由所測數(shù)據(jù)可得，單擺長等于60cm、擺動次數(shù)為65時測得誤差最小，使用重力加速度測定裝置比原來傳統(tǒng)方法精度可提高30～50倍，可見改進后的測試系統(tǒng)比傳統(tǒng)測試系統(tǒng)性能優(yōu)越。
(2)由所測數(shù)據(jù)可知，擺動次數(shù)越大越好，但是應有一定限度，擺動次數(shù)到達60次和65次時測量結(jié)果基本上不變，最大擺動次數(shù)取65。
(3)同樣使用重力加速度智能測定裝置擺長越大越好，但是擺長過大，空氣阻力增大，測量精度下降，由以上表格可見擺長超過60cm以后，測量精度反而降低，故擺長選定60cm為宜。
(4)由表1、表2數(shù)據(jù)代入式(6)、(9)可得由長度和時間引起的測量誤差。
(5)由表2得本次測量重力加速度的測量值為g測=9．783m／s2。
(6)由式(11)得本次測量重力加速度的實際值為g實際=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)計算得菏澤本地的重力加速度約為9．785 m／s2?？梢姴捎酶倪M后的實驗裝置測量的重力加速度的值，與用公式計算出的菏澤本地加速度基本相等。