一种测量位移、速度、加速度的方法及系统

摘要

本发明涉及一种利用线陈CCD测量位移、速度、加速度的方法及系统。CCD是一种光电转换器，本发明采用线陈CCD探测线光源发出的光，当物体在靠近光源位置沿着光源方向作运动时，将会挡住光，接收CCD信号的计算机能实时获取某一时刻被挡光线位置即物体的位移数据，对这些数据采用曲线拟合可获取位移随时间变化的函数，对该函数一次求导可求出物体运动的速度，两次求导可求出物体运动的加速度，结合物体的质量还可方便地计算其他物理量如动量、动能、重力加速度、频率、周期、振幅、位相、摩擦力、阻力等。本发明方法及系统主要应用于物理教学实验中，具有非接触、速度快、精度高等优点，是一种真正体现物理本质的实验器材。

主权项

一种测量位移、速度、加速度的方法及系统，其特征在于：它采用线陈CCD探测线光源发出的光线，所谓CCD是一种光电转换器件，当物体在靠近线光源位置沿着线光源方向作一维运动或近似一维运动时，将会挡住光线，接收CCD输出信号的计算机能计算出被挡光线的位置即物体的位移，在物体的运动周期内，可以以几千到上万赫兹的采样频率计算出物体的位移及时间，对这些数据采用最小二乘曲线拟合的方法可计算出位移随时间变化的函数，对该函数一次求导可求出物体运动的速度，两次求导可求出物体运动的加速度，结合物体的质量还可方便地计算其他物理量如动量、动能、单摆频率、重力加速度、摆动周期、振幅、位相、摩擦力、空气阻力等。