大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)-拓展提高篇 課件 實(shí)驗(yàn)2.6-用微彎曲法測(cè)量楊氏模量

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——拓展提高篇用微彎曲法測(cè)量楊氏模量用微彎曲法測(cè)試楊氏模量實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法熟悉霍爾位移傳感器的工作原理及微小位移量的測(cè)試掌握用微彎曲法測(cè)量固體材料的楊氏模量用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理1.霍爾位移傳感器

如果保持霍爾元件的電流不變，而使其在一個(gè)均勻梯度的磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，則輸出的霍爾電勢(shì)差變化量為：

若磁鐵間隙內(nèi)中心界面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則霍爾元件處于該處時(shí)，輸出的霍爾電勢(shì)差應(yīng)該為零；當(dāng)霍爾元件偏離中心而沿Z軸發(fā)生位移時(shí)，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度不再為零，所以霍爾元件會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電勢(shì)差輸出，其大小可以用數(shù)字電壓表測(cè)量。用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理1.霍爾位移傳感器磁鐵霍爾元件形變：固體、液體及氣體受外力作用時(shí)，形狀與體積都會(huì)發(fā)生或大或小的變化，這種變化統(tǒng)稱為形變。用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理2.楊氏模量彈性形變：當(dāng)外力不太大時(shí)，撤掉外力，形變就會(huì)消失，這種形變就稱為彈性形變。

用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理1.楊氏模量虛線表示彎曲梁的中性面d-兩刀口之間的距離

用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理2.楊氏模量

根據(jù)胡可定律，有用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理2.楊氏模量

因此，對(duì)中性面的轉(zhuǎn)矩為：

積分得：

（1）對(duì)梁上各點(diǎn)，有用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理2.楊氏模量

根據(jù)公式（1）~公式（3），可得

（2）（3）

用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)原理2.楊氏模量

用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)儀器1.實(shí)驗(yàn)儀器砝碼盤(pán)調(diào)節(jié)架刀口橫梁磁鐵讀數(shù)顯微鏡銅杠桿用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1.裝置的調(diào)試要求操作注意1按照?qǐng)D片所示搭建電路①圓柱形托尖應(yīng)在砝碼刀口的小圓洞內(nèi)②調(diào)節(jié)傳感器的位置，使其在磁鐵中間③銅杠桿中間的銅刀口放在刀座上將霍爾位移傳感器的探頭置于兩塊磁鐵的正中間稍偏下的位置，可使測(cè)量數(shù)據(jù)更可靠用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1.裝置的調(diào)試要求操作注意2連接銅杠桿與測(cè)試儀①連接銅杠桿上的三眼插座與測(cè)量?jī)x器②調(diào)節(jié)儀器上的調(diào)零按鈕，使其在初始負(fù)載條件下，儀器指示處于零值③預(yù)熱十分鐘左右，使指示值穩(wěn)定調(diào)零按鈕用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1.裝置的調(diào)試要求操作3調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡目鏡①調(diào)節(jié)目鏡，使得可以清楚觀測(cè)到鏡內(nèi)十字線②移動(dòng)讀數(shù)顯微鏡，使能清楚看到銅刀口上的基線③轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)按鈕，使刀口上的基線與讀數(shù)顯微鏡內(nèi)的十字線吻合用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法2.霍爾位移傳感器的定標(biāo)M/g020.0040.0060.0080.00100.00Z/mmU/mV要求操作注意4測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)①增加砝碼時(shí)，應(yīng)輕拿輕放，減少砝碼架的晃動(dòng)。②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，要檢查橫梁是否有彎曲問(wèn)題存在。用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法3.楊氏模量的測(cè)量要求操作注意4數(shù)據(jù)處理用千分尺測(cè)量黃銅寬度時(shí)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)千分尺將要與金屬接觸時(shí)，必須使用微調(diào)輪，當(dāng)聽(tīng)到“嗒嗒嗒”三聲時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)。M/g0.0020.0040.0060.0080.00100.00Z/mmZ1Z2Z3Z4Z5Z6U/mVU1U2U3U4U5U6用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—數(shù)據(jù)處理要求1.用線性回歸法計(jì)算K

用微彎曲法測(cè)試楊氏模量—數(shù)據(jù)處理要求

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