彎曲法測量楊氏模量

1、北京聯(lián)合大學(xué)基礎(chǔ)部物理實(shí)驗(yàn)室北京聯(lián)合大學(xué)基礎(chǔ)部物理實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容思考問題思考問題實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?n用鋼尺、游標(biāo)卡尺、千分尺（螺旋測微計(jì)）、讀數(shù)顯微鏡測量長用鋼尺、游標(biāo)卡尺、千分尺（螺旋測微計(jì)）、讀數(shù)顯微鏡測量長度的方法；度的方法； n用彎曲法測出金屬黃銅的楊氏模量；用彎曲法測出金屬黃銅的楊氏模量；n學(xué)習(xí)霍耳位置傳感器原理及其定標(biāo)；學(xué)習(xí)霍耳位置傳感器原理及其定標(biāo)；n用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量；用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量；n用逐差法處理數(shù)據(jù)。用逐差法處理數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器nFD-HY-M

2、T型霍爾位置傳感器楊氏模量實(shí)驗(yàn)儀；型霍爾位置傳感器楊氏模量實(shí)驗(yàn)儀；n千分尺、游標(biāo)卡尺、不銹鋼直尺千分尺、游標(biāo)卡尺、不銹鋼直尺 ；n被測黃銅片、被測鑄鐵片。被測黃銅片、被測鑄鐵片。一、彎曲法楊氏模量的測定一、彎曲法楊氏模量的測定334L mgYh a zFLYSL實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二、用霍耳位置傳感器測量楊氏模量二、用霍耳位置傳感器測量楊氏模量1. 霍耳位置傳感器的定標(biāo)霍耳位置傳感器的定標(biāo)HUKIBddHBUKIzzHUC z C2.用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量333344L mgL mgYCh a zh a U實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n用彎曲法測出

3、金屬黃銅的楊氏模量；用彎曲法測出金屬黃銅的楊氏模量；n用霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量用霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量.一、用彎曲法測出金屬黃銅的楊氏模量一、用彎曲法測出金屬黃銅的楊氏模量. 用螺旋測微計(jì)測量黃銅各處的厚度用螺旋測微計(jì)測量黃銅各處的厚度h ，要測，要測5次取平均值；次取平均值；2. 用游標(biāo)卡尺測量黃銅各處測寬度用游標(biāo)卡尺測量黃銅各處測寬度a, 要測要測5次取平均值次取平均值 ；3. 用米尺測二刀刃間的距離用米尺測二刀刃間的距離L , 僅測僅測1次次 ；4. 將待測梁套上金屬框?qū)⒋郎y梁套上金屬框（框邊橫線為觀測形變的參照，務(wù)必（框邊橫線為觀測形變的參照，務(wù)必朝向觀察者）朝向觀

4、察者），放在兩支座上端的刀口上。放在兩支座上端的刀口上。5. 調(diào)節(jié)讀數(shù)測量顯微鏡的上下和左右位置，使鏡筒軸線正對金調(diào)節(jié)讀數(shù)測量顯微鏡的上下和左右位置，使鏡筒軸線正對金屬框上的橫線。調(diào)節(jié)顯微鏡目鏡，使之看清楚鏡筒內(nèi)的十字屬框上的橫線。調(diào)節(jié)顯微鏡目鏡，使之看清楚鏡筒內(nèi)的十字線。前后移動顯微鏡，直到從鏡中看清晰橫線的邊緣，再進(jìn)線。前后移動顯微鏡，直到從鏡中看清晰橫線的邊緣，再進(jìn)行微調(diào)，使顯微鏡的十字線與橫線的某一邊緣重合無視差。行微調(diào)，使顯微鏡的十字線與橫線的某一邊緣重合無視差。分別從顯微鏡中和微調(diào)旋鈕上讀出其位置的整數(shù)和小數(shù)部分；分別從顯微鏡中和微調(diào)旋鈕上讀出其位置的整數(shù)和小數(shù)部分；6. 在砝碼盤

5、上依次在砝碼盤上依次加一塊加一塊砝碼，共加砝碼，共加8次，每次加砝碼重為次，每次加砝碼重為10克，重復(fù)上述調(diào)節(jié)，并記錄克，重復(fù)上述調(diào)節(jié)，并記錄Z值值。7. 按相反的次序，依次按相反的次序，依次減一塊減一塊砝碼，共減砝碼，共減8次，重復(fù)上述調(diào)節(jié)，次，重復(fù)上述調(diào)節(jié)，并記錄并記錄Z值值；8. 計(jì)算黃銅的楊氏模量計(jì)算黃銅的楊氏模量；m（g）=mi+4-mi40404040 m=40gZ（mm）=Zi+4-Zii12345678 砝碼質(zhì)量1020304050607080加砝碼減砝碼平均)g(imiz)mm(izz用逐差法求用逐差法求Z數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理zahgmLY334)(zzaahhLLYY)(33Y

6、YYY測量測量結(jié)果：結(jié)果：YYY二、用霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量二、用霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量. 儀器調(diào)整；儀器調(diào)整；(1) 霍耳元件的調(diào)整：按照儀器圖連線，開機(jī)預(yù)熱霍耳元件的調(diào)整：按照儀器圖連線，開機(jī)預(yù)熱10分鐘。分鐘。調(diào)整磁鐵的高度，使得霍耳元件處在最小磁場位置，用調(diào)整磁鐵的高度，使得霍耳元件處在最小磁場位置，用調(diào)零電位器作細(xì)微調(diào)節(jié)，使電壓表指示為零。調(diào)零電位器作細(xì)微調(diào)節(jié)，使電壓表指示為零。(2) 讀數(shù)顯微鏡的調(diào)整：調(diào)目鏡焦距使得十字叉絲、標(biāo)尺讀數(shù)顯微鏡的調(diào)整：調(diào)目鏡焦距使得十字叉絲、標(biāo)尺清晰；然后移動讀數(shù)顯微鏡前后距離，使能清晰看到金屬清晰；然后移動讀數(shù)顯微鏡前后距離，使能

7、清晰看到金屬框上的基線。轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡的鼓輪，使金屬框上的基線框上的基線。轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡的鼓輪，使金屬框上的基線與讀數(shù)顯微鏡內(nèi)十字刻度線吻合，記下初始讀數(shù)值。與讀數(shù)顯微鏡內(nèi)十字刻度線吻合，記下初始讀數(shù)值。2. 霍耳位置傳感器定標(biāo)（用黃銅）；霍耳位置傳感器定標(biāo)（用黃銅）；(1) 每次加每次加10g砝碼，用目鏡標(biāo)尺讀出橫砝碼，用目鏡標(biāo)尺讀出橫梁梁彎曲位移量彎曲位移量Zi ， 同時(shí)同時(shí)記記錄霍耳電壓的值錄霍耳電壓的值Ui 。 砝碼質(zhì)量 1020304050607080)g(im)mV(iU)mm(iz(2) 用逐差法求用逐差法求U、 Z并計(jì)算霍爾片的靈敏度（并計(jì)算霍爾片的靈敏度（霍耳位置霍耳位置 傳

8、感器的定標(biāo)傳感器的定標(biāo)）m（g）=mi+4-mi40404040 m=40gU（mV）=Ui+4-UiZ（mm）=Zi+4-ZiZUZUC霍爾片的靈敏度霍爾片的靈敏度3.用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量。用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測量鑄鐵的楊氏模量。1020304050607080)g(im)mV(iU(1) 逐次增加砝碼逐次增加砝碼 ，相應(yīng)讀出數(shù)字電壓表讀數(shù)值。，相應(yīng)讀出數(shù)字電壓表讀數(shù)值。)g(im(2) 將上述定標(biāo)數(shù)據(jù)作逐差法得：將上述定標(biāo)數(shù)據(jù)作逐差法得：40404040)g(4iimmm)g(40m)mV(4iiUUU)mV(UCUahgmLY334)(UUaahhLLYY)(33YYYY測量測量結(jié)果：結(jié)果：YYY4. 用螺旋測微計(jì)測量鑄鐵各處的厚度用螺旋測微計(jì)測量鑄鐵各處的厚度h ，要測，要測5次取平均值；次取平均值；5. 用游標(biāo)卡尺測量鑄鐵各