彎曲法測(cè)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(cè)微計(jì)）、讀數(shù)顯微鏡測(cè)量長用鋼尺、游標(biāo)卡尺、千分尺（螺旋測(cè)微計(jì)）、讀數(shù)顯微鏡測(cè)量長度的方法；度的方法； n用彎曲法測(cè)出金屬黃銅的楊氏模量；用彎曲法測(cè)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(cè)量鑄鐵的楊氏模量；用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測(cè)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(cè)黃銅片、被測(cè)鑄鐵片。被測(cè)黃銅片、被測(cè)鑄鐵片。一、彎曲法楊氏模量的測(cè)定一、彎曲法楊氏模量的測(cè)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(cè)量楊氏模量二、用霍耳位置傳感器測(cè)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(cè)量鑄鐵的楊氏模量用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測(cè)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(cè)出

3、金屬黃銅的楊氏模量；用彎曲法測(cè)出金屬黃銅的楊氏模量；n用霍耳位置傳感器測(cè)量鑄鐵的楊氏模量用霍耳位置傳感器測(cè)量鑄鐵的楊氏模量.一、用彎曲法測(cè)出金屬黃銅的楊氏模量一、用彎曲法測(cè)出金屬黃銅的楊氏模量. 用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量黃銅各處的厚度用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量黃銅各處的厚度h ，要測(cè)，要測(cè)5次取平均值；次取平均值；2. 用游標(biāo)卡尺測(cè)量黃銅各處測(cè)寬度用游標(biāo)卡尺測(cè)量黃銅各處測(cè)寬度a, 要測(cè)要測(cè)5次取平均值次取平均值 ；3. 用米尺測(cè)二刀刃間的距離用米尺測(cè)二刀刃間的距離L , 僅測(cè)僅測(cè)1次次 ；4. 將待測(cè)梁套上金屬框?qū)⒋郎y(cè)梁套上金屬框（框邊橫線為觀測(cè)形變的參照，務(wù)必（框邊橫線為觀測(cè)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(cè)量顯微鏡的上下和左右位置，使鏡筒軸線正對(duì)金調(diào)節(jié)讀數(shù)測(cè)量顯微鏡的上下和左右位置，使鏡筒軸線正對(duì)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(dòng)顯微鏡，直到從鏡中看清晰橫線的邊緣，再進(jìn)線。前后移動(dòng)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(cè)量測(cè)量結(jié)果：結(jié)果：YYY二、用霍耳位置傳感器測(cè)量鑄鐵的楊氏模量二、用霍耳位置傳感器測(cè)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(chǎng)位置，用調(diào)整磁鐵的高度，使得霍耳元件處在最小磁場(chǎng)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(dòng)讀數(shù)顯微鏡前后距離，使能清晰看到金屬清晰；然后移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(cè)量鑄鐵的楊氏模量。用定標(biāo)后的霍耳位置傳感器測(cè)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(cè)量測(cè)量結(jié)果：結(jié)果：YYY4. 用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鑄鐵各處的厚度用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鑄鐵各處的厚度h ，要測(cè)，要測(cè)5次取平均值；次取平均值；5. 用游標(biāo)卡尺測(cè)量鑄鐵各