智能型重力加速度測試儀的研制

3 測量方法與結果
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(xiàn)長(cháng)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(pán)中輸入單擺擺長(cháng)和擺球擺動(dòng)次數，然后按下確認鍵，擺球釋放。
當1602液晶顯示器計數擺動(dòng)次數“n=00”時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)計時(shí)，當設定的次數到達時(shí)，定時(shí)器停止計時(shí)并顯示總時(shí)間。
在重力加速度測定裝置鍵盤(pán)上設定多種擺長(cháng)、多種小球擺動(dòng)次數對應的重力加速度的數值，將在液晶屏上自動(dòng)顯示出數值。
測試結果見(jiàn)下列各表。

4 測量結果的分析與討論
(1)由所測數據可得，單擺長(cháng)等于60cm、擺動(dòng)次數為65時(shí)測得誤差最小，使用重力加速度測定裝置比原來(lái)傳統方法精度可提高30～50倍，可見(jiàn)改進(jìn)后的測試系統比傳統測試系統性能優(yōu)越。
(2)由所測數據可知，擺動(dòng)次數越大越好，但是應有一定限度，擺動(dòng)次數到達60次和65次時(shí)測量結果基本上不變，最大擺動(dòng)次數取65。
(3)同樣使用重力加速度智能測定裝置擺長(cháng)越大越好，但是擺長(cháng)過(guò)大，空氣阻力增大，測量精度下降，由以上表格可見(jiàn)擺長(cháng)超過(guò)60cm以后，測量精度反而降低，故擺長(cháng)選定60cm為宜。
(4)由表1、表2數據代入式(6)、(9)可得由長(cháng)度和時(shí)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(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?jiàn)采用改進(jìn)后的實(shí)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。