大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽項(xiàng)目說明書

1、2013年大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽項(xiàng)目說明書參賽學(xué)院 參賽題目 組隊(duì)成員 參賽題目負(fù)責(zé)人姓名性別出生年月專業(yè)年級(jí)手機(jī)，email隊(duì)員姓名性別出生年月專業(yè)年級(jí)設(shè)計(jì)原理與方法： 1，固體受熱（冷）后，在一維方向上的膨脹叫線膨脹，在相同條件下，不同材料的固體其線膨脹不同，本實(shí)驗(yàn)中通過線脹系數(shù)較大的塑料棒或金屬棒的線性膨脹來表明物體物理的冷熱程度。2，固體線脹系數(shù)的有關(guān)原理 由 =l（lt） 則 t=l（l） 其中l(wèi)為t=0時(shí)的長(zhǎng)度，l為固體的長(zhǎng)度增量，即本實(shí)驗(yàn)運(yùn)算放大器所測(cè)。3,用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一電路實(shí)現(xiàn)微小電壓信號(hào)的放大，進(jìn)而進(jìn)行校準(zhǔn)以便以后運(yùn)用它來測(cè)量一定長(zhǎng)度的微小變化。在一定的放大比情況下，將一小信

2、號(hào)放大到一定的倍數(shù)。如此一來，當(dāng)信號(hào)電壓發(fā)生一小變化的情況下，電路輸出電壓會(huì)發(fā)生一較大的變化，從而達(dá)到感知微小電壓信號(hào)變化的功能。在本實(shí)驗(yàn)中我們采用受外界環(huán)境影響比較小的電壓作為信號(hào)的傳遞媒介來測(cè)量（固體）一定長(zhǎng)度的微小變化。 信號(hào)采集部分的電路圖 信號(hào)放大電路圖4.裝置連接，將固體置于工作臺(tái)上加以固定，周圍用傳熱材料封裝，將運(yùn)算放大器與預(yù)先編程電腦程序相連進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，直接從電腦或顯示器連接輸出被測(cè)溫度。實(shí)驗(yàn)儀器與裝置:運(yùn)算放大器，電子顯示器，柱形金屬棒或塑料棒，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字溫度計(jì)，運(yùn)算器，游標(biāo)卡尺，固定裝置，熱傳遞裝置，導(dǎo)線若干；可行性分析: 本實(shí)驗(yàn)中，原理簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中用塑料或金屬作

3、為溫度衡量的材料，線脹系數(shù)大，長(zhǎng)度變化明顯，通過電子放大器測(cè)量該固體的微小長(zhǎng)度變化，所以測(cè)量范圍廣。采集信號(hào)后，送人運(yùn)算器（已預(yù)先編輯公式t=l（l），通過電子顯示器連接直接顯示溫度數(shù)值。 裝置連接好后，與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字溫度計(jì)在測(cè)溫范圍內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)，得到溫度的準(zhǔn)確值，即可測(cè)量環(huán)境中的溫度。數(shù)據(jù)測(cè)量與分析:其中定值=x10-6-1，只與材料有關(guān)，l由游標(biāo)卡尺測(cè)得，故，l直接在編輯運(yùn)算器時(shí)輸入；本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是固體微小長(zhǎng)度的變化，而我們運(yùn)用運(yùn)算放大器對(duì)電信號(hào)的放大作用來測(cè)量長(zhǎng)度的微小變化，正是因?yàn)閭鹘y(tǒng)測(cè)量工具存在的上述原因以及電信號(hào)存在的優(yōu)越性。圖工作臺(tái)上的是待測(cè)的元件，元件上面是采集信號(hào)的電容器。結(jié)論：實(shí)驗(yàn)中利用線脹系數(shù)較高的塑料或金屬作為測(cè)溫裝置的冷熱程度衡量對(duì)象，在溫度的變化時(shí)，可有明顯的線性膨脹。通過運(yùn)算放大器捕捉處理信號(hào)，得出固體在該溫度下的微小長(zhǎng)度變化，進(jìn)而運(yùn)用運(yùn)算器處理得出被測(cè)溫度。此裝置由于高線脹系數(shù)的塑料或熔點(diǎn)較高的金屬材料故而靈敏度高，測(cè)量范圍廣，可廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)研究及娛樂活動(dòng)中。制作成本（明細(xì)）：1.直接的材料成本:運(yùn)算放大器1.5-2.7元lcd顯示器