液压拉伸法测量弹性模量精品文稿.ppt

液压拉伸法测量弹性模量第1页，本讲稿共20页 压力传感器主要由弹性元件和力电转换元件等组成。弹性元件把压压力传感器主要由弹性元件和力电转换元件等组成。弹性元件把压力转换成了应变，然后再由压敏元件将应变转换成电信号。力转换成了应变，然后再由压敏元件将应变转换成电信号。压力传感器压力传感器 电阻应变片是一种能将物体上的应变变化转换成电阻变化的电阻应变片是一种能将物体上的应变变化转换成电阻变化的力电转换敏感元件。受外力作用的电阻应变片的电阻值将发生变力电转换敏感元件。受外力作用的电阻应变片的电阻值将发生变化，拉长时电阻增大，压缩时电阻减小。化，拉长时电阻增大，压缩时电阻减小。将电阻应变片粘贴在传感器中的弹性元件表面，当弹性元件受将电阻应变片粘贴在传感器中的弹性元件表面，当弹性元件受力作用产生应变时，电阻应变片便会感受到该变化而随之产生应变，力作用产生应变时，电阻应变片便会感受到该变化而随之产生应变，并引起应变片电阻的变化。并引起应变片电阻的变化。第2页，本讲稿共20页 在压力传感器中，在压力传感器中，般是将四个电阻应变片成对地横向或纵向粘贴在弹性元件的般是将四个电阻应变片成对地横向或纵向粘贴在弹性元件的表面，使应变片分别感受到元件的压缩和拉伸变形，并将四个应变片接成电桥电路，从表面，使应变片分别感受到元件的压缩和拉伸变形，并将四个应变片接成电桥电路，从电桥的输出中就可以得到应变量的大小，从而得知作用于弹性元件上的力。电桥的输出中就可以得到应变量的大小，从而得知作用于弹性元件上的力。第3页，本讲稿共20页压力传感器灵敏度：第4页，本讲稿共20页实验内容实验内容1.调整电桥初始平衡状态：调节平衡指示仪将电桥调平。2.测量传感器的灵敏度：测量加上不同砝码时传感器输出的电压值，利用作图法处理数据以得到电桥的灵敏度。3.电源电动势对传感器灵敏度的影响：改变电源电动势测量(重复2的操作)传感器的灵敏度。4.用电阻应变片直流电桥压力传感器测量任意物体的重量。第5页，本讲稿共20页注意事项注意事项1.接线时，接线头不要碰到载物台；测量时，接线时，接线头不要碰到载物台；测量时，砝码应轻拿轻放。砝码应轻拿轻放。2.测量过程中，电源电压应保持不变，电源电测量过程中，电源电压应保持不变，电源电压若有波动应及时调整。压若有波动应及时调整。第6页，本讲稿共20页数据表格 砝码质量m(g)0100200300400500600700(mV)（E=5.0V）(mV)（E=10.0V）第7页，本讲稿共20页n利用作图法求出不同电压条件下测量的灵敏度，并求出未知物体的重量。n给出实验结论数据处理要求第8页，本讲稿共20页液压拉伸法测量弹性模量液压拉伸法测量弹性模量物理实验中心物理实验中心第9页，本讲稿共20页目录实验目的实验原理实验内容实验注意事项数据处理要求第10页，本讲稿共20页实验目的了解弹性模量的物理概念，掌握其测量原了解弹性模量的物理概念，掌握其测量原理和方法；理和方法；掌握光杠杆方大法测量微小长度的原理。掌握光杠杆方大法测量微小长度的原理。第11页，本讲稿共20页实验原理形变分为：形变分为：n 弹性形变：弹性形变：外力撤除后，物体能完全恢复原状 的形变。n 范氏形变：范氏形变：外力较大，撤除外力后物体不能完 全恢复原状，而留下剩余形变。在弹性限度内，物体的正应力(F/S)与线应变(L/L)成正比，其比例系数 称为弹性模量。第12页，本讲稿共20页实验装置第13页，本讲稿共20页第14页，本讲稿共20页光杠杆放大装置俯视图照明标尺光杠杆 调节反射镜望远镜第15页，本讲稿共20页光杠杆放大原理示意第16页，本讲稿共20页实验内容1.调节光路 调整杨氏弹性模量仪的支架底角螺旋调整杨氏弹性模量仪的支架底角螺旋H H，使支架铅直了；，使支架铅直了；粗调粗调 调整两平面镜与望远镜在同一高度；调整两平面镜与望远镜在同一高度；调整两平面镜的倾角及望远镜方位，使得从望远镜上方看调整两平面镜的倾角及望远镜方位，使得从望远镜上方看 去，能在光杠杆反射镜中看到调节反射镜像中直尺的像；去，能在光杠杆反射镜中看到调节反射镜像中直尺的像；细调细调第17页，本讲稿共20页2.测量n打开电源，待显示器出现打开电源，待显示器出现“0.0000.000”后用液压加力盒调节螺旋杆缓慢加力，后用液压加力盒调节螺旋杆缓慢加力，数显拉力从数显拉力从10kg10kg开始，每加开始，每加1kg1kg记录一次标尺读数，共测记录一次标尺读数，共测1010组数据；组数据；n将液压螺旋调节杆旋至最外，即数显拉力指示为将液压螺旋调节杆旋至最外，即数显拉力指示为“0.0000.000”附近后，关闭电源；附近后，关闭电源；n测量：测量：D D 调节反射镜到标尺的距离调节反射镜到标尺的距离 L L 钢丝原长钢丝原长 b b 光杠杆腿长光杠杆腿长 d d 钢丝直径（测钢丝直径（测6 6次）次）第18页，本讲稿共20页注意事项调好光杠杆和镜尺组构成的光路后，在测量过程中不能再动；应缓慢增加压力，加力停之后拉力会有微小变化，0.5-1分钟内压力变化最缓慢，适宜测量；测量结束后，必须将压力减小至测量结束后，必须将压力减小至0 0附近，即液压螺附近，即液压螺旋杆旋至最外方可关闭电源。旋杆旋至最外方可关闭电源。第19页，本讲稿共20页数据处理要求1.计算钢丝直径计算钢丝直径d及其不确定度及其不确定度u(d)2.利用最小二乘法处理数据，推算出弹性模量的数值利用最小二乘法处理数据，推算出弹性模量的数值(不不要求不确定度的计算要求不确定度的计算)，并计算出相关系数；，并计算出相关系数；3.利用作图法处理数据，计算出弹性模量的数值；利用作图法处理数据，计算出弹性模量的数值；4.对两种数据处理方法得到的测量结果进行分析比较。对两种数据处理方法得到的测量结果进行分析比较。第20页，本讲稿共20页