大学物理实验霍尔位置传感器测杨氏模量课件.ppt

1、学习用弯曲法测量金属的杨氏模量；学习用读数显微镜和霍尔位置传感器两种方法测量微小位移；掌握用最小二乘法及逐差法处理数据。一、一、实验目的实验目的测量杨氏模量E原理： d为两刀口之间的距离；a为梁的厚度；b为梁的宽度；m为在初始负载的基础上所增加的砝码的质量；g为重力加速度；h为梁中心由于重物P=mg的作用而下降的距离。二、二、实验原理实验原理hdhbamgdE334霍尔效应：一半导体薄片处在垂直于它的磁场B中，当通以电流I时，则在垂直于B、I方向上产生霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。二、二、实验原理实验原理UBI霍尔电压 也就是而 （传感器的位移量） （横梁的位移量）所以 或 BIUBIUBI

2、USBhShUhkU三、三、实验仪器预调整实验仪器预调整将铁条穿过铜框,放在两立柱刀口的中央位置，铜框内的刀口置于梁的中间，将圆柱形托尖放在铜框上的小圆洞内；调节铜杠杆，使其水平；调节磁铁的高度，使霍尔位置传感器(在铜杠杆的一端)处于磁场中间位置。UKhbUK h铜杠杆铜杠杆传感器传感器铜框铜框横梁横梁读数显微镜读数显微镜三、三、实验仪器预调整实验仪器预调整三、三、实验仪器预调整实验仪器预调整调节显微镜的高度，在砝码盘上加20g 后,使镜筒轴线和铜框上的基线等高。三、三、实验仪器预调整实验仪器预调整调节目镜，使眼睛在目镜内看清分划板上的数字和准线；前后调节镜筒，使能清晰地看清铜框上的基线；转动

3、镜筒，使准线内的水平线与铜框上的基线平行。三、三、实验仪器预调整实验仪器预调整12345678镜筒调节目镜调节四、四、给霍尔位置传感器定标给霍尔位置传感器定标12345678在砝码盘上为初始负载的情况下，转动读数鼓轮，使目镜视场中的水平准线和铜框上的基线重合，记录显微镜上的初始读数h1； 0.075mm初始负载读数鼓轮四、四、给霍尔位置传感器定标给霍尔位置传感器定标调零，旋转磁铁下面的套筒螺母和测量仪上的调零旋钮，使初始负载的情况下测量仪指示处于零显示；也可不调零。 量程选择选0.2V档四、四、给霍尔位置传感器定标给霍尔位置传感器定标在砝码盘上逐次加20.00g的砝码（共加5次），测出相应Ui

4、 和hi；12345678厚砝码20g/片薄砝码10g/片读数鼓轮加10克砝码减10克砝码90g90g砝码四、四、给霍尔位置传感器定标给霍尔位置传感器定标记录铁板的弯曲数据，用最小二乘法计算灵敏度K，即给霍尔位置传感器定标。五、五、测量黄铜的杨氏模量测量黄铜的杨氏模量用直尺测量两立柱刀口间的距离d一次，并估算误差；用螺旋测微器测量黄铜板不同部位的厚度a五次，并估算误差；用游标卡尺测量黄铜板不同位置的宽度b五次，并估算误差。 )(01. 030. 2)(005. 0000. 1)(05. 000.23cmbmmacmd五、五、测量黄铜的杨氏模量测量黄铜的杨氏模量（黄铜片不用测位移量黄铜片不用测位移量h值，每次增加值，每次增加10g）用同样的方法测量并记录黄铜板的弯曲记录；用逐差法处理数据，计算在40.00g重力作用下的黄铜板中心下降的距离h ；并计算黄铜的杨氏模量E及其误差。（具体步骤参考课本）五、五、测量测量黄铜板黄铜板的杨氏模量的杨氏模量UKhbUK h六、注意事项六、注意事项 要防止空回误差，测量时必须使测微鼓轮单向旋转；调好零记下读数显微镜的初始读数后，要防止铜杠杆和显微镜的位置有任何移动；要等待砝码架稳定后再读数。