弯曲法测量杨氏模量.ppt

弯曲法测定杨氏模量,北京联合大学基础部物理实验室,及霍耳位置传感器的应用,实验目的,用钢尺、游标卡尺、千分尺（螺旋测微计）、读数显微镜测量长度的方法；用弯曲法测出金属黄铜的杨氏模量；学习霍耳位置传感器原理及其定标；用定标后的霍耳位置传感器测量铸铁的杨氏模量；用逐差法处理数据。,实验仪器,FD-HY-MT型霍尔位置传感器杨氏模量实验仪；千分尺、游标卡尺、不锈钢直尺；被测黄铜片、被测铸铁片。,一、弯曲法杨氏模量的测定,实验原理,设一根梁长度L，厚度h，宽度a，两端自由置于一对平行刀口上，中间悬挂质量为m的砝码，在弹性限度内，如不计梁自身重量，设挂码处下降z，则当z远远小于L时，梁的杨氏模量,二、用霍耳位置传感器测量杨氏模量,1.霍耳位置传感器的定标,常数C称做霍尔位置传感器的灵敏度,2.用定标后的霍耳位置传感器测量铸铁的杨氏模量,实验内容,用弯曲法测出金属黄铜的杨氏模量；用霍耳位置传感器测量铸铁的杨氏模量.,一、用弯曲法测出金属黄铜的杨氏模量,.用螺旋测微计测量黄铜各处的厚度h，要测5次取平均值；,用游标卡尺测量黄铜各处测宽度a,要测5次取平均值；,3.用米尺测二刀刃间的距离L,仅测1次；,4.将待测梁套上金属框（框边横线为观测形变的参照，务必朝向观察者），放在两支座上端的刀口上。,5.调节读数测量显微镜的上下和左右位置，使镜筒轴线正对金属框上的横线。调节显微镜目镜，使之看清楚镜筒内的十字线。前后移动显微镜，直到从镜中看清晰横线的边缘，再进行微调，使显微镜的十字线与横线的某一边缘重合无视差。分别从显微镜中和微调旋钮上读出其位置的整数和小数部分；,6.在砝码盘上依次加一块砝码，共加8次，每次加砝码重为10克，重复上述调节，并记录Z值。,7.按相反的次序，依次减一块砝码，共减8次，重复上述调节，并记录Z值；,8.计算黄铜的杨氏模量；,用逐差法求Z,数据处理,测量结果：,二、用霍耳位置传感器测量铸铁的杨氏模量,.仪器调整；,(1)霍耳元件的调整：按照仪器图连线，开机预热10分钟。调整磁铁的高度，使得霍耳元件处在最小磁场位置，用调零电位器作细微调节，使电压表指示为零。,(2)读数显微镜的调整：调目镜焦距使得十字叉丝、标尺清晰；然后移动读数显微镜前后距离，使能清晰看到金属框上的基线。转动读数显微镜的鼓轮，使金属框上的基线与读数显微镜内十字刻度线吻合，记下初始读数值。,2.霍耳位置传感器定标（用黄铜）；,(1)每次加10g砝码，用目镜标尺读出横梁弯曲位移量Zi，同时记录霍耳电压的值Ui。,(2)用逐差法求U、Z并计算霍尔片的灵敏度（霍耳位置 传感器的定标）,霍尔片的灵敏度,3.用定标后的霍耳位置传感器测量铸铁的杨氏模量。,(1)逐次增加砝码，相应读出数字电压表读数值。,(2)将上述定标数据作逐差法得：,测量结果：,4.用螺旋测微计测量铸铁各处的厚度h，要测5次取平均值；,5.用游标卡尺测量铸铁各处测宽度a,要测5次取平均值。,计算：,三、误差分析,四、结论,千分尺零点读数。,测量时要稳定，不要晃动。,注意事项,使用之前仪器要调零。,