霍尔传感器法测量简谐振动实验
大学物理实验课思考题参考答案
大学物理实验思考题参考答案目录一、转动惯量：二、伏安法与补偿法三、混沌思考题四、半导体PN结五、地磁场六、牛顿环七、麦克尔逊干涉仪八、全息照相九、光电效应十、声速测量十一、用电位差计校准毫安表十二、落球法测量液体的黏度十三、电子束偏转与电子比荷测量十四、铁磁材料磁化特性研究十五、光栅衍射十六、电桥十七、电位差计十八、密立根油滴十九、模拟示波器二十、金属杨氏摸量二十一、导热系数二十二、分光计二十三、集成霍尔传感器特性与简谐振动一、转动惯量：1、由于采用了气垫装置，这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度，可以忽略不计。
但如果考虑这种阻尼的存在，试问它对气垫摆的摆动（如频率等）有无影响？在摆轮摆动中，阻尼力矩是否保持不变？答：如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在，气垫摆摆动时频率减小，振幅会变小。
（或者说对频率有影响，对振幅有影响）在摆轮摆动中，阻尼力矩会越变越小。
2、为什么圆环的内、外径只需单次测量？实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素？答：圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多，使用相同的测量工具测量时，相对误差较小，故只需单次测量即可。
（对测量结果影响大小）实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。
（或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等）3、试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点？答：原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
二、伏安法与补偿法1、利用补偿法测量电阻消除了伏安法的系统误差，还可能存在的误差包括：读数误差、计算产生的误差、仪器误差、导线阻值的影响等或其他。
2、能利用电流补偿电路对电流表内接法进行改进：三、混沌思考题1、有程序（各种语言皆可）、K值的取值范围、图 +5分有程序没有K值范围和图 +2分只有K值范围 +1分有图和K值范围 +2分2、（1）混沌具有内在的随机性：从确定性非线性系统的演化过程看，它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。
霍尔效应实验和霍尔法测量磁场
DH-MF-SJ 组合式磁场综合实验仪使用说明书一、概述DH-MF-SJ组合式磁场综合实验仪用于研究霍尔效应产生的原理及其测量方法，通过施加磁场 , 可以测出霍尔电压并计算它的灵敏度，以及可以通过测得的灵敏度来计算线圈附近各点的磁场。
二、主要技术性能1、环境适应性：工作温度10 ～ 35℃；相对湿度 25 ～ 75%。
2、通用磁学测试仪2.1可调电压源： 0～15.00V、 10mA；2.2可调恒流源： 0～5.000mA 和 0～9.999mA可变量程，为霍尔器件提供工作电流，对于此实验系统默认为0-5.000mA 恒流源功能；2.3电压源和电流源通过电子开关选择设置，实现单独的电压源和电流源功能；2.4电流电压调节均采用数字编码开关；2.5数字电压表： 200mV、2V 和 20V 三档，4 位半数显，自动量程转换。
3、通用直流电源3.1 直流电源，电压0～30.00V 可调；电流 0～1.000A 可调；3.2 电流电压准确度： 0.5%±2 个字；3.3 电压粗调和细调，电流粗调和细调均采用数字编码开关。
4、测试架4.1底板尺寸： 780*160mm；4.2载物台尺寸： 320*150mm，用于放置螺线管和双线圈测试样品；4.3螺线管：线圈匝数 1800 匝左右 , 有效长度 181mm，等效半径 21mm；4.4双线圈：线圈匝数1400 匝( 单个 ) ，有效直径 72mm，二线圈中心间距 52mm；下表为电流与磁感应强度对应表( 双个线圈通电 ) ：电流值（ A）0.10.20.30.40.5中心磁感应强度（ mT） 2.25 4.50 6.759.0011.254.5移动导轨机构：水平方向 0～60cm可调；垂直方向 0～36cm可调，最小分辨率 1mm；5、供电电源： AC 220V± 10%，总功耗： 60VA。
三、仪器构成及使用说明DH-MF-SJ组合式磁场综合实验仪由实验测试台、双线圈、螺线管、通用磁学测试仪、通用直流电源以及测试线等组成。
弹簧振子运动规律的总结
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｎｏｔ ｏＩｌｌｙ ｆｂｒ ｖｅｒｉ｛≯ｎｇ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｗｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｆｏｒ ａｃｔｕａｌｌｙ ｄｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅｍ． ｎｉｓ ｐ印ｅｒ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｔｈｅｏｒｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ，ｗｉｔｌｌ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｐｒｉｎｇ ｏｓｃｉｌｌａ—
ｔｏｒ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ ｔｌｌｅ ｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｐｒｉｎｇ ｏｓｃｉⅡａｔｏｒ，ｗｅ ｆｉｒｓｔ ｆｏｕｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｔｓ ｐｅＴｉ—
ｏｄ蛐ｄ ｏｔ｝ｌｅ。ｐｈｙｓｉｃａｌ ｑｕ锄ｔｉｔｉｅｓ，ａｎｄ ｔｌｌｅｎ ｄｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｌａｗ ｔｌｌａｔ ｇｏｖｅｍｅｄ ｉｔｓ ｍｏｔｉｏｎ．
（５）用Ｐｒｏ／Ｅ模拟范成法创建渐开线齿廓不 但可以实现所有传统实验方所能完成的实验内 容，而且利用Ｐｒｏ／Ｅ强大的三维造型功能，在创 建时我们只需要将齿条刀相对轮坯中心线倾斜一 个螺旋角，就可以模拟创建出斜齿圆柱齿轮的 齿廓。
４应用
这种方法同样也适用于其它类型齿轮、蜗轮、 蜗杆及圆柱凸轮等一些三维轮廓为包络面的创建， 具有普遍性。因此，该方法不但可以运用于相关实 验教学，还可以用于对实际加工零件轮廓的模拟创 建，为零件的实际加工提供依据。
为了确定Ａ值，将（１）式变为Ａ＝死～ｍ一，取
周风琴：弹簧振子运动规律的总结
４５
对数则有
ｌｇ Ａ＝ｌｇ ｒ—ｎ ｌｇ Ｋ一６ ｌｇ ｍ．
（６）
霍尔传感器的应用——位移及振幅测量
学院：信息工程学院专业：班级：姓名：学号：实验日期：实验三霍尔传感器的应用——位移及振幅测量一、实验目的1、了解霍尔位移传感器的工作原理和结构，学会用霍尔传感器进行位移测试；2、了解霍尔传感器在震动测量中的应用。
二、实验内容和要求1、观察传感器综合试验仪上霍尔式位移传感器的结构。
2、直流激励下，用霍尔位移传感器进行静态位移测试；3、直流激励下，用霍尔位移传感器进行震动测试；4、交流激励下，用霍尔位移传感器进行震动测试；5、进行试验前，先预习信号幅值调制的原理。
三、实验主要仪器设备和材料1、CYS 型传感器系统综合试验仪；本次实验所用模块包括：①直流稳压电源；②霍尔传感器；③电桥；④差动放大器；⑤毫伏表；⑥测微头；⑦移相器；⑧相敏检波器；⑨低通滤波器、音频振荡器2、双踪示波器；3、接插连接实验导线若干。
四、实验方法、步骤及结果测试（一）、实验原理及方法实验台上的霍尔传感器，由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
当保持霍尔元件的控制电流I 恒定，在与霍尔元件控制电流相垂直的方向上就有霍尔电势输出。
霍尔元件在梯度磁场上下移动时，输出的霍尔电势U0 取决于其在磁场中的位移量x，即U0=kx，所以测得电势大小就可知道霍尔元件的位移量。
（二）、实验步骤及结果测试1、霍尔传感器位移测试①相关仪表和电路调零差动放大器调零时请先将放大器的增益调至适中。
②按图3 直流激励接线③旋转测微头，使测微头顶杆与振动盘接触。
调节振动盘上下位置，使霍尔元件基本位于梯度磁场的中间位置。
④开启电源，调节测微头和电位器WD，使差放输出为零。
⑤上下移动测微头各 3.5mm，每变化0.5mm 读取响应电压值，并记入下表。
2、直流激励下霍尔传感器震动测试①仍按图3 直流激励接线，使系统调零，并松开测微头，使其脱离振动台。
②将低频振荡器接“激振I” ，保持适当振幅，用示波器观察差动放大器输出波形。
③进一步提高低频振荡器的振幅，用示波器观察差动放大器的输出波形，当波形出现顶部削峰时，说明霍尔元件已进入均匀磁场，霍尔电压已不再随位移量的增加而线性增加。
霍尔传感器实验报告
一、实验目的1. 了解霍尔效应的原理及其在电量、非电量测量中的应用。
2. 熟悉霍尔传感器的工作原理及其性能。
3. 掌握开关型霍尔传感器测量电流和电压的方法。
4. 通过实验验证霍尔传感器在实际测量中的应用效果。
二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于磁场通过导体时，在导体的垂直方向上会产生一个与电流和磁场方向都垂直的电压。
这种现象称为霍尔效应。
霍尔电压的大小与电流、磁场强度以及导体材料的霍尔系数有关。
霍尔传感器利用霍尔效应将磁场变化转换为电压信号，从而实现磁场的测量。
根据霍尔元件的输出特性，可以将霍尔传感器分为开关型霍尔传感器和线性霍尔传感器。
三、实验器材1. 霍尔传感器2. 信号源3. 电流表4. 电压表5. 直流稳压电源6. 磁场发生器7. 电阻箱8. 连接线四、实验步骤1. 将霍尔传感器、信号源、电流表、电压表、直流稳压电源、磁场发生器和电阻箱等器材连接成实验电路。
2. 调节直流稳压电源输出电压，使霍尔传感器工作在合适的工作电压范围内。
3. 调节信号源输出电流，使霍尔传感器工作在合适的工作电流范围内。
4. 改变磁场发生器的磁场强度，观察霍尔传感器输出电压的变化。
5. 测量不同磁场强度下霍尔传感器的输出电压，记录实验数据。
6. 根据实验数据，分析霍尔传感器的输出特性。
五、实验数据与分析1. 霍尔传感器输出电压与磁场强度的关系根据实验数据，绘制霍尔传感器输出电压与磁场强度的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔传感器输出电压与磁场强度呈线性关系。
2. 霍尔传感器输出电压与电流的关系根据实验数据，绘制霍尔传感器输出电压与电流的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔传感器输出电压与电流呈线性关系。
六、实验结果与结论1. 实验结果表明，霍尔传感器输出电压与磁场强度、电流均呈线性关系，符合霍尔效应的原理。
2. 霍尔传感器具有响应速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，在实际测量中具有广泛的应用前景。
3. 通过本实验，掌握了霍尔传感器的工作原理、性能特点和应用方法。
霍尔实验报告实验步骤
1. 了解霍尔效应的基本原理和实验方法；2. 掌握霍尔效应测量磁场的方法和技巧；3. 熟悉霍尔元件的结构和特性；4. 通过实验验证霍尔效应的规律。
二、实验仪器1. 霍尔效应实验仪；2. 直流稳流电源；3. 毫伏电压表；4. 电流表；5. 样品支架；6. 霍尔元件；7. 磁场发生器。
三、实验原理霍尔效应是指当电流通过导体或半导体时，在垂直于电流和磁场方向的两侧会产生电压差，这种现象称为霍尔效应。
根据霍尔效应，霍尔电压UH与电流I、磁感应强度B和导体厚度d的关系为：UH = RHBd其中，RH为霍尔系数，它与材料的性质有关。
四、实验步骤1. 连接电路：将霍尔效应实验仪、直流稳流电源、毫伏电压表、电流表等仪器按照实验电路图连接好。
2. 调节样品支架：将霍尔元件放置在样品支架上，调整支架使其位于磁场中间。
3. 调节电流：打开直流稳流电源，调节电流表，使通过霍尔元件的电流为I1。
4. 测量霍尔电压：观察毫伏电压表，记录此时霍尔电压U1。
5. 调节磁场：调整磁场发生器，改变磁感应强度B，保持电流I1不变。
6. 重复步骤3和4，记录不同磁场强度下的霍尔电压U2、U3、U4。
7. 改变电流方向：将霍尔元件的电流方向调反，重复步骤3、4和5，记录不同磁场强度下的霍尔电压U5、U6、U7。
8. 测量样品厚度：使用游标卡尺测量霍尔元件的厚度d。
9. 计算霍尔系数：根据霍尔电压U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7和样品厚度d，计算霍尔系数RH。
10. 分析实验数据：根据实验数据，分析霍尔效应的规律，验证实验原理。
五、实验注意事项1. 在实验过程中，注意安全操作，防止触电、电火花等事故发生。
2. 调节电流和磁场时，动作要轻柔，避免对霍尔元件造成损伤。
3. 保持实验环境的稳定，避免外界因素对实验结果的影响。
4. 记录实验数据时，注意数据的准确性和完整性。
六、实验报告撰写1. 实验报告应包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据、实验结果和分析等内容。
实验05(霍尔式传感器)实验报告
实验五-霍尔式传感器实验1：直流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、实验目的了解霍尔式传感器原理与应用。
二、实验原理根据霍尔效应，霍尔电势U H＝KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它的电势会发生变化，利用这一性质可以进行位移测量。
三、实验器械主机箱、测微头、霍尔传感器、霍尔传感器实验模板、移相器／相敏检波器／低通滤波器模板、双线示波器。
四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：X为测微头移动距离，Vol为输出电压幅值。
实验数据拟合图像如下：由图像可见当测微头位移范围在±3mm以内时，位移-输出电压曲线基本可视作一条直线，当测微头位移量超过3mm后，位移-输出电压曲线开始出现较大偏差。
当测微头位移范围为±2mm时，直线拟合方程为y=875.05x-123.05。
当测微头位移范围为±4mm 时，直线拟合方程为y=835.97x-133.07灵敏度和非线性误差：当测微头总位移量为±2mm时，灵敏度为875.05（V/m），非线性误差为0.542%当测微头总位移量为±4mm时，灵敏度为835.97（V/m），非线性误差为5.919%六、实验思考题本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化？实验中霍尔元件位移的线性度反映了系统灵敏度的变化。
当线性度较大时，说明此时系统的灵敏度较之前已经发生较大改变，位移-输出电压曲线的非线性进一步增大实验2：交流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、实验目的了解交流激励时霍尔式传感器的特性。
二、实验原理：交流激励时霍尔式传感器与直流激励一样，基本工作原理相同，不同之处是测量电路。
三、实验器械主机箱、测微头、霍尔传感器、霍尔传感器实验模板、移相器／相敏检波器／低通滤波器模板、双线示波器。
四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：X为测微头移动距离，Vol为输出电压幅值。
实验数据拟合图像如下：非线性误差：当测微头总位移量为±2mm时，非线性误差为2.765% 当测微头总位移量为±4mm时，非线性误差为10.849%。
霍尔位移传感实验报告
一、实验目的1. 理解霍尔位移传感器的工作原理。
2. 掌握霍尔位移传感器的安装和调试方法。
3. 分析霍尔位移传感器的性能特点。
4. 验证霍尔位移传感器的测量精度和稳定性。
二、实验原理霍尔位移传感器是基于霍尔效应原理设计的。
当电流通过半导体材料，并受到垂直于电流方向的磁场作用时，在半导体材料的两侧会产生电压，这个电压称为霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁感应强度、电流强度和半导体材料的厚度有关。
霍尔位移传感器通常由一个线性霍尔元件、永久磁钢组和测量电路组成。
当传感器沿轴向移动时，由于磁场分布的变化，霍尔元件的输出电压也随之变化，从而实现位移的测量。
三、实验仪器与设备1. 霍尔位移传感器2. 永久磁钢组3. 信号调理电路4. 数据采集器5. 移动平台6. 精密尺四、实验步骤1. 将霍尔位移传感器安装在移动平台上，确保传感器轴线与移动平台轴线一致。
2. 将传感器连接到信号调理电路，并进行电路调试，确保信号输出稳定。
3. 使用数据采集器记录传感器在不同位移位置下的输出电压。
4. 将实验数据与理论计算结果进行对比分析。
5. 改变传感器轴线与磁场方向的夹角，观察霍尔电压的变化，分析传感器的性能特点。
五、实验数据与结果分析1. 实验数据记录表| 位移（mm） | 霍尔电压（mV） | 理论计算值（mV） ||------------|----------------|------------------|| 0 | 0 | 0 || 1 | 0.5 | 0.5 || 2 | 1.0 | 1.0 || 3 | 1.5 | 1.5 || 4 | 2.0 | 2.0 |2. 实验结果分析（1）实验数据与理论计算值基本一致，说明霍尔位移传感器的测量精度较高。
（2）当传感器轴线与磁场方向的夹角为90°时，霍尔电压最大；当夹角为0°时，霍尔电压最小。
这表明霍尔位移传感器的输出电压与传感器轴线与磁场方向的夹角有关。
霍尔传感器法测量简谐振动实验
典型
最大
位
“工作点”
15.2
16.9
18.5
mT
“释放点”
11.7
13.2
13.5
mT
磁滞
3.5
3.7
5.0
mT
从表1 中数据可见，A44E 集成霍尔开关是单稳态型。由测量数据作出的特性曲线如图2所示。
(2)磁输入特性
传感器的磁输入基本有三种情况:单极磁场，双极磁场和交变磁场。A44E集成霍尔开关的磁输入为单极磁场，即施加磁场的方式是改变磁铁和集成霍尔开关之间的距离。测量时，将磁铁固定，移动集成霍尔开关，且使移动方向在磁铁与霍尔开关的轴心线方向上。实验中显示，当磁铁和霍尔开关移近到一定位置，霍尔开关接通，二者移开一定距离后，霍尔开关断开。若以两者之间的距为r，则测得R=4mm时，霍尔开关导通，此时B=16.9mT，而r=5mm时，霍尔开关断开，测得B=13.2mT。可见导通点与释放点间距离值为1mm，这是用直径只有D=4.0mm钕铁硼强磁材料做成磁铁测量的结果，其它形状和大小磁铁的测量结果略有不同。
1.原理
1.1 弹簧在外力作用下将产生形变(即伸长或缩短)。在弹性限度内，外力F和它的变形量
Y成正比，即F=KY (1)
这就是胡克定律，比例系数K称为弹簧的倔强系数，其值与弹簧的形状，材料有关。若改变施加在某一弹簧上的外力，并测量相应的形变量，即可通过式(1)推算该弹簧的倔强系数K。
1.2质量为 M的物体系于一轻弹簧的自由端，并放置在光滑的水平台面上，而弹簧 的另一端固定，这就构成一个弹簧振子。若使物体在外力作用下(如用手拉)离开平衡位置少许，然后释放，则弹簧振子将在平衡点附近来回作简谐振动，其周期为:
（3）了解什么是霍尔传感器，和它的用途。
实验三 霍尔传感器实验
实验三磁敏传感器实验一、霍尔式传感器的直流激励特性实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。
实验原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
当霍尔元件通过恒定电流时，霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F／V表、直流稳压电源、测微头、振动平台、主、副电源。
有关旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置20V档，直流稳压电源置2V档，主、副电源关闭。
实验步骤：(1)了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。
霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔传感器。
(2)开启主、副电源将差动放大器调零后，增益最小，关闭主电源，根据图3-1接线，W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。
图3-1(3)装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。
(4)开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
作出V-X曲线指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场与磁场分布有很大差异，位移测量的线性度，灵敏度与磁场分布有很大关系。
(6)实验完结关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
注意事项：(1)由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。
(2)一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
(3)激励电玉不能过2v，以免损坏霍尔片。
二、霍尔式传感器的应用一电子秤实验目的：了解霍尔式传感器在静态测量中的应用。
所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、差动放大器、直流稳压电源、电桥、砝码、F／V表(电压表)、主、副电源、振动平台。
有关旋钮初始位置：直流稳压电源置±2V档，F／V表置2V档，主、副电源关闭。
物理实验评分标准汇总
数据处理：
报告内写出或计算基本电荷的平均 基本电荷平均值扣 3 分；
值；
4
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
IHE—1集成霍尔传感器特性与简谐振动试验仪的拓展应用
第19卷第4期Vol 119No 14 三明高等专科学校学报J OU RNAL OF SANM IN G COLL EGE 2002年12月Dec 12002[收稿日期]2002209217[作者简介]王光清(1963-),男,福建莆田人,三明高等专科学校应用物理系高级实验师。
IHE —1集成霍尔传感器特性与简谐振动实验仪的拓展应用王光清,叶普(三明高等专科学校应用物理系,福建三明 365004)[摘要]介绍采用新型材料霍尔传感器,克服以往单摆实验在计时方面存在误差,并简要介绍其拓展应用。
[关键词]霍尔传感器;拓展应用[中图分类号]TP21211 [文献标识码]A [文章编号]167121343(2002)04200122041 IHE —1简揩振动实验仪的简介IHE —1简谐振动实验仪系由上海大学核力电子设备厂生产的仪器,该仪器用集成霍尔传感器替代了传统秒表计时,即提高了测量精度,又提高了学生做实验的兴趣,同时还让学生了解目前发展迅猛而又应用极其广泛的新型材料一霍尔传感器。
111 集成开关型霍尔传感器 集成霍尔传感器有多种型号及各自的性能,本篇只介绍其中一种集成开关型霍尔传感器,它的外型为扁平塑封三端输出形状,其内部结构如图1所示。
图1 集成霍尔开关型传感器内部结构原理图 集成霍尔开关型传感器是由稳压器A 、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B 、差分放大器C 、施密特触发器D 和OC 门输出E 五个基本部分组成,①、②、③代表集成霍尔开关型传感器的三个引出端点。
从输入端注入电压Vcc ,经稳压器稳压后加在霍尔发生器的两端,根据霍尔效应原理,当霍尔片处于磁场中时,在垂直于磁场的方向通以电流,则与这二者相垂直的方向上将有一个霍尔电势差V H 输出,该信号经差分放大器放大以后,送至施密特触发器整形,使其成为方波输送到OC 门输出。
当施加的磁场达到“工作点”(即Bop )时,触发器输出高电压(相对于地电位),使三极管导通,此时OC 门输出端输出低电压,通常称这种状态为“开”。
振动样品磁强计的原理与磁性测量实验
5
描时间”建议选择“20 秒” ， “显示方式”建议选择“合成” ，使显示的坐标轴横轴为磁场信 号 U B ，纵轴为磁强计 S.E.V 信号的采样值， “操作”中选择“启动”使系统开始自动控制 磁场电流并采集数据。待“实验数据”表格中的数据不再增加，说明采集完毕，在“操作” 中选择“停止” ，然后选择“数据存盘” ，数据表格中的数据便会自动导出为 xls 文件，文件 名包含保存的日期和时间。 （5）使用计算机软件对数据进行自动采集，保存并导出数据，从数据中找到在正、反向磁 场 情 况 下 样 品 镍 球 磁 化 饱 和 时 感 应 电 压 U V 的 值 U V Ni max 和 U V Ni min 。 计 算 出
2
2
2
M [ B z ( x 0 , y 0 ) / i s ]a k ( x0 , y 0 )a
于是偶极子链向探测线圈的磁通最终可以写为：
sm k ( x0 , y 0 )m
推而广之，如果偶极子处于更一般的位置 ( x, y, z ) ，则有：
k ( x, y , z ) m k x ( x, y , z ) m x k y ( x , y , z ) m y k z ( x , y , z ) m z
B kU B b
根据上式即可将计算机采集所得的磁场信号 U B 换算成磁感应强度 B。 2． 用已知饱和磁矩的镍球标定探测线圈的输出电压与磁化强度的关系 （1）将探测线圈组固定在底座上，使探测线圈的轴线与磁场方向平行，将探测线圈的信号 线接至主机“磁强计输入”端，而内测磁场用的霍尔传感器的信号线接至主机“磁路输入” 端，并将 S.E.V 信号调至“振动”档。 （2）已知镍的饱和比磁化强度 s 54.56 A m / kg ，密度 Ni 8.906 10 kg / m ，测
简谐振动与弹簧劲度系数实验
简谐振动与弹簧劲度系数实验简谐振动与弹簧劲度系数实验⼀. 实验⽬的1. ⽤伸长法测量弹簧劲度系数，验证胡克定律。
2. 测量弹簧作简谐振动的周期，求得弹簧的劲度系数。
3. 研究弹簧振⼦作谐振动时周期与振⼦的质量、弹簧劲度系数的关系。
4. 了解并掌握集成霍尔开关传感器在测量周期或转速中的应⽤，掌握其使⽤⽅法。
5. 测定液体表⾯张⼒系数（选做，需额外配置部分仪器）。
6. 测定本地区的重⼒加速度（选做）。
⼆. 实验原理1．弹簧在外⼒作⽤下会产⽣形变。
由胡克定律可知：在弹性变形范围内内，外⼒F 和弹簧的形变量y ?成正⽐，即y K F ?= （1）式中，K 为弹簧的劲度系数，它与弹簧的形状、材料有关。
通过测量F 和相应的y ?，就可推算出弹簧的劲度系数K 。
2．将弹簧的⼀端固定在⽀架上，把质量为M 的物体垂直悬挂于弹簧的⾃由端，构成⼀个弹簧振⼦。
若物体在外⼒作⽤下离开平衡位置少许，然后释放，则物体就在平衡点附近做简谐振动，其周期为：KpM M T 02+=π（2）式中p 是待定系数，它的值近似为1/3；0M 是弹簧⾃⾝的质量，0pM 称为弹簧的有效质量。
通过测量弹簧振⼦的振动周期T ，就可由（2）式计算出弹簧的劲度系数K 。
3. 霍尔开关（磁敏开关）图1 霍尔开关脚位分布图图2 AH20参考应⽤电路集成开关型霍⽿传感器简称霍⽿开关，是⼀种⾼灵敏度磁敏开关。
其脚位分布如图1所⽰，实际应⽤参考电路如图2所⽰。
在图2所⽰的电路中，当垂直于该传感器的磁感应强度⼤于某值时，该传感器处于“导通”状态，这时在OUT脚和GND脚之间输出电压极⼩，近似为零；当磁感强度⼩于某值时，输出电压等于VCC到GND之间所加的电源电压。
利⽤集成霍⽿开关这个特性，可以将传感器输出信号接⼊周期测定仪，测量物体转动的周期或物体移动所需时间。
三．实验仪器1、如图3所⽰，实验仪器包括新型焦利秤、多功能计时器、弹簧、霍尔开关传感器、磁钢、砝码和砝码盘等。
大学物理实验系列集成霍尔传感器与简谐振动讲义
稳压器 VCC
霍尔 元件
差分 放大器
施密特 触发器
Vout 三极管
集成开关型霍尔传感器内部结构框图
（2）开关型霍尔传感器
U/V
OFF 释放点
工作点 ON
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Brp Bop
B/T
磁滞：BH Bop Brp
霍尔集开成关开的关型“霍开尔/关传”感的器状的工态作通特过性霍曲尔线电压
随外界磁感应强度的变化而变化实现翻转。
注意：实验所用的小零配件较多，谨防丢失。
砝码12个 磁钢2个 托盘、镊子、弹簧及弹簧套各1个 实验前后仔细清点。
谢谢
弹簧
砝码托盘
砝码托盘
小反射镜
小指针
固定旋钮 底座调节螺钉
游标卡尺
锁紧螺钉 固定架
如何正确读数
1. 调整底脚螺钉使实验装置铅直； 2. 调节砝码盘指针靠近游标尺上的反射镜； 3. 读数时使反射镜上的刻线和砝码盘指针及
其像重合； 4. 加减砝码应保持砝码盘水平。
2.利用集成霍尔传感器特性测量架和实验仪观测集 成霍尔传感器输出特性
霍尔开关的“开/关”的状态通过霍尔电压随 外界磁感应强度的变化而变化实现翻转。
3. 集成开关型霍尔传感器测量周期的原理
将集成开关型霍尔传感器固定，利用磁 钢作简谐振动时，集成开关型霍尔传感器产 生的电脉冲控制计数器计时，可实现对弹簧 振子振动周期的测量。
实验内容及仪器介绍
1.用焦利秤测量弹簧 的倔强系数
其中, KH为线性霍尔传感器的灵敏度。
(3) 用开关型霍尔传感器和实验仪 测量振动周期
砝码 磁钢
霍尔开关型 传感器
锁紧螺钉
集成霍尔传感器与间谐振动实验仪
霍尔传感器法测量简谐振动实验
霍尔传感器法测量简谐振动实验
本实验通过霍尔传感器测量简谐振动的周期和振幅，具体步骤如下：
1. 将霍尔传感器固定在振动物体上（例如弹簧），使其与振动方向垂直。
2. 将振动物体拉开一定距离，放开后记录下最大振幅和相应的时间点。
3. 通过霍尔传感器记录物体振动的时间和位置信息，得到振动的周期和振幅。
4. 重复上述步骤，记录多组数据，对比分析不同振幅下周期的变化规律。
5. 根据实验数据分析得出简谐振动的特点，例如周期与振幅的关系等。
在实验中需要注意以下几点：
1. 确保霍尔传感器的安装和定位正确，避免测量误差。
2. 保持振动物体的稳定性，避免外界干扰引起振动不稳定，影响实验结果。
3. 通过多组数据记录，并对数据进行统计和分析，以提高实验准确性和可信度。
霍尔测试实验报告
#### 一、实验目的1. 了解霍尔效应的基本原理和实验方法。
2. 掌握霍尔元件的测量原理及其在磁场测量中的应用。
3. 通过实验，学会使用霍尔元件测量磁感应强度和磁场分布。
4. 分析实验数据，了解霍尔元件的响应特性。
#### 二、实验原理霍尔效应是指导体中运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力作用，导致电荷在垂直于电流和磁场方向上发生偏转，从而在导体的两端产生电压差的现象。
根据霍尔效应原理，可以制成霍尔元件，用于测量磁场。
#### 三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 霍尔元件3. 磁场发生器4. 数字电压表5. 导线6. 支架7. 钳子#### 四、实验步骤1. 连接电路：将霍尔元件、磁场发生器、数字电压表和电源按照实验仪器的接线图连接好。
2. 调整磁场：将磁场发生器调整到所需的磁场强度，并保持稳定。
3. 测量霍尔电压：打开电源，调节霍尔元件的工作电流，记录不同电流下的霍尔电压值。
4. 测量磁场分布：将霍尔元件放置在磁场中不同位置，测量不同位置的霍尔电压，绘制磁场分布图。
5. 数据处理：根据实验数据，分析霍尔元件的响应特性，计算磁感应强度。
#### 五、实验数据及处理1. 霍尔电压与电流的关系：| 工作电流 (I) | 霍尔电压 (V) || ------------ | ------------ || 0.1 A | 0.003 V || 0.2 A | 0.006 V || 0.3 A | 0.009 V || 0.4 A | 0.012 V || 0.5 A | 0.015 V |根据实验数据，可以绘制霍尔电压与工作电流的关系曲线。
2. 磁场分布：将霍尔元件放置在磁场中不同位置，测量不同位置的霍尔电压，绘制磁场分布图。
#### 六、实验结果与分析1. 霍尔电压与电流的关系：实验结果表明，霍尔电压与工作电流成正比。
根据霍尔效应原理，霍尔电压与电流的关系可以表示为：\[ V = K \cdot I \cdot B \]其中，V为霍尔电压，K为霍尔系数，I为工作电流，B为磁感应强度。
霍尔位置传感器法测杨氏模量实验报告
一、实验目的1. 了解霍尔位置传感器的结构原理、特性及使用方法。
2. 掌握霍尔位置传感器法测量金属板的杨氏弹性模量的实验方法。
3. 学会确定灵敏度的方法，并利用霍尔位置传感器进行杨氏模量的精确测量。
二、实验原理杨氏模量（E）是材料在弹性变形范围内应力（σ）与应变（ε）之比，即 E = σ/ε。
霍尔位置传感器是一种基于霍尔效应的传感器，它能够将微小的位移转化为电信号输出。
实验中，通过在金属板上施加均匀分布的载荷，使金属板发生弯曲变形，利用霍尔位置传感器测量金属板的变形量，进而计算出杨氏模量。
三、实验仪器与材料1. 霍尔位置传感器2. 金属板3. 载荷4. 读数显微镜5. 调节架6. 导线7. 电源8. 计算器四、实验步骤1. 将金属板放置在调节架上，确保金属板水平。
2. 将霍尔位置传感器固定在金属板上，传感器应垂直于金属板表面。
3. 通过导线将霍尔位置传感器与电源连接。
4. 调节电源，使霍尔位置传感器输出电压稳定。
5. 在金属板上施加均匀分布的载荷，使金属板发生弯曲变形。
6. 利用读数显微镜测量金属板的变形量。
7. 记录霍尔位置传感器的输出电压。
8. 重复步骤5-7，进行多次测量，取平均值。
五、数据处理1. 计算金属板的应变：ε = Δl/l0，其中Δl为金属板的变形量，l0为金属板的原始长度。
2. 计算金属板的应力：σ = F/A，其中F为载荷，A为金属板的横截面积。
3. 计算杨氏模量：E = σ/ε。
六、实验结果与分析通过实验，得到金属板的杨氏模量E的平均值为E_avg = 2.34 GPa。
与理论值相比，实验结果存在一定的误差，这可能是由于实验过程中存在测量误差、环境因素等影响。
七、实验总结1. 霍尔位置传感器法是一种简单、有效的测量杨氏模量的方法。
2. 实验过程中，要注意霍尔位置传感器的安装和调整，确保其输出电压稳定。
3. 实验结果受多种因素影响，如测量误差、环境因素等，应尽量减少这些因素的影响，以提高实验精度。
实验五 霍尔式传感器实验
传感器
第 1 页 共 1 页 实验五、霍尔传感器实验
一、实验目的
1.熟悉霍耳式传感器的结构原理和直流激励的静态位移测量的性能。
2.了解霍耳式传感器交流激励的静态位移测量的性能。
二、实验内容
1.实验项目一、霍耳式传感器直流激励的静态位移性能
2.实验项目二、霍耳式传感器交流激励的静态位移性能
三、实验原理
1.螺旋测微器经悬臂梁带动霍耳元件在磁场中产生位移，直流激励，放大输出。
2.位移同上，交流激励，放大，检波，滤波输出。
四、实验步骤：
1.实验项目一
（1）观察霍耳式传感器的结构。
（2）按图接线。
（3）螺旋测微器的初始位置15mm ，再向上移动2mm 。
（4）直流电源置2V ，W 1调零，稳定数分钟后再调零。
（5）向下0.4mm 测一个数。
（6）数据表
2.实验项目二
（1）接线
（2）将音频振荡器输出接至CH 1，调节频率为4kHz ，峰峰值为2V 。
（3）V/F 表调至20V 档。
（4）接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF 、V/F 表、示波器。
（5）螺旋测微器调至15mm （目视水平）处，调节W 1、W 2，使输出最小（灵敏度最大），稳定数分钟后再仔细调节使输出最小。
（6）再向上旋转2mm ，调节移相器使输出最大。
（7）可用示波器观察检波器波形，若两半波不对称，则调整放大器调零电位器。
（8）向下每0.4mm 读一个数。
（9）数据表
五、实验结论。
霍尔测速实验报告结果
一、实验目的本实验旨在通过霍尔传感器，实现对电机转速的精确测量，验证霍尔传感器的测速性能，掌握霍尔传感器技术，并分析实验数据，评估其测量精度和可靠性。
二、实验原理霍尔效应是当电流垂直于磁场方向通过导体时，在导体两侧会产生垂直于电流和磁场的电势差。
利用这一原理，霍尔传感器可以将转速转换为电信号，从而实现转速的测量。
三、实验仪器与设备1. 霍尔传感器2. 电机3. 测速仪4. 放大器5. 数据采集器6. 计算机四、实验步骤1. 将霍尔传感器固定在电机轴上，确保其磁芯与电机磁场垂直。
2. 连接好霍尔传感器与数据采集器，并进行相应的设置。
3. 启动电机，调整电机转速，记录不同转速下霍尔传感器的输出电压。
4. 利用数据采集器记录数据，并使用计算机进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 实验数据| 电机转速 (RPM) | 霍尔传感器输出电压 (mV) ||-----------------|--------------------------|| 500 | 0.50 || 1000 | 1.00 || 1500 | 1.50 || 2000 | 2.00 || 2500 | 2.50 |2. 数据分析通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）霍尔传感器输出电压与电机转速呈线性关系，验证了霍尔效应的原理。
（2）在实验转速范围内，霍尔传感器输出电压稳定，表明其具有良好的抗干扰性能。
（3）实验结果表明，霍尔传感器具有较高的测量精度，误差在±2%以内。
（4）实验过程中，未发现明显的漂移现象，表明霍尔传感器具有较好的稳定性。
六、实验结论1. 霍尔传感器是一种适用于电机转速测量的传感器，具有测量精度高、抗干扰能力强、稳定性好等优点。
2. 本实验验证了霍尔传感器的测速性能，为霍尔传感器在电机转速测量领域的应用提供了理论依据。
3. 在实际应用中，可根据需要调整霍尔传感器的安装位置和磁场强度，以提高测量精度。
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三. 用途
1.测量弹簧的倔强系数，器的特性，掌握集成霍尔传感器的使用方法。
3.用本仪器提供集成开关型霍尔传感器及电源，计时仪可用于做测量马达转速，产品计数，液位控制，角度测量等有关应用性实验。
霍尔传感器法测量简谐振动实验
随着科学技术的进步，测量方法也不断进步。70年代初，光电技术迅速发展，光敏传感器计时技术在工业和家用电器中得到大量应用。在物理教学实验中，出现了采用光电计时和测量周期的实验仪器，如气垫导轨，单摆，扭摆等实验装置，使时间或周期的测量更准确，学生也学到了一种新的测量方法。90年代初，集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展。各种性能的集成霍尔传感器不断涌现，在工业，交通，通讯等领域的自动控制中得到大量应用。如磁感应强度测量，位移测量，周期和转速的测量，还有液位控制，流量测量，产品计数，车辆行程计量，角度测量等。本实验将学习集成开关型霍尔传感器的特性，并用该传感器测量弹簧振子的振动周期。实验要求用新型焦利秤测量弹簧的倔强系数，并用秒表和集成霍尔传感器两种方法测量弹簧作简谐振动的周期。还要求将位移法测得的倔强系数进行比较，从而掌握简谐振动的规律，以及磁敏器件测量振动周期的新方法。集成开关型霍尔传感器测量周期的优点是装置体积小，可靠性强，价格低廉，特别是它隔着介质(非磁介质)仍能工作，这一点光电传感器很难做到，因而它的应用前景更广泛。
1.3 集成开关型霍尔传感器测量周期
如图1所示，集成霍尔开关是由稳压器A。霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B，差分放大器C，施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。(1)，(2)，(3)代表集成霍尔开关的三个引出端点。
在输入端输入电压 ，经稳压器稳压后加在霍尔发生器的两端。根据霍尔效应原理，当霍尔片处于磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会有一个霍尔电势差 输出，该 信号经放大器放大以后送至施密特触发器整形，使触发器整形，使其成为方波输送到OC门输出。当施加的磁场达到"工作点"(即 )时，触发器输出高电压(相对于地电位)，使三极管导通，此时，OC门输出端输出低电压，通常称这种状态为“开”。当施加的磁场达到“释放点”(即 )时，触发器输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这时称其为“关”态这样两次高电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作。 与 的差值一定，此差值 = - 称为磁滞，在此差值内，Vo保持不变，因而使开关输出稳定可靠，这也就是集成霍尔开关传感器优良特性之一。
T＝2π (2)
实际上弹簧本身具有质量M0，它必对周期产生影响，故式(2)可修正为T=2π (3)
其中P是待定系数，0<P<1，其值可以通过实验予以确定。 称为弹簧的有效质量(亦称折合量)。若将上述弹簧振子铅直地悬挂在一个稳固的支架上，则它仍能在重力(是一个常力)及弹性力的作用下作简谐振动，只是平衡位置有所变动。新的平衡位置即是弹簧下端悬挂物体后所处的平衡位置，故式(3)仍成立。
(5).作 ---- 图，验证 -- 满足线性关系，并 求出斜率K'，K'/g 即为 弹簧的倔强系数。
2.测量弹簧振子振动周期求弹簧倔强系数
1．用电子秒表测弹簧振子振动50次的时间，然后求得弹簧振子的周期T，利用公式(3)求得弹簧倔强系数K，公式(3)中p≈ ， 为弹簧的等效质量。
2．用集成开关型霍尔传感器测量弹簧振动周期，求弹簧倔强系数。
霍尔传感器法测量简谐振动实验
[预习目的和要求]
（1）阅读教材157页至159页，了解振动参量的测量方法。
（2）本实验是一新实验，仔细浏览以下材料。
（3）了解什么是霍尔传感器，和它的用途。
（4）了解数字式计时仪的使用方法。
集成霍尔传感器特性与简谐振动实验仪
一.概述
用焦利秤测量弹簧倔强系数及研究弹簧振子运动规律是高校理工科物理实验教学大纲中的一个重要实验。随着科学技术和教育事业的发展，教学仪器的创新也势在必行。本实验为新型焦利秤集成霍尔传感器特性与简谐振动实验仪。它将90年代新发展的集成开关和集成线性霍尔传感器用于弹簧振子振动周期的测量，通过实验掌握霍尔传感器的特性及在自动测量和自动控制中的作用。对原焦利秤的拉杆装置进行改进，采用端点加反射镜的游标尺直接读出弹簧的伸长量。仪器直观性强，装置牢靠，测量准确度高。集成霍尔传感器，电源，周期测量仪，数字表等采用分立部件，由学生自已接，有利于提高学生动手能力。传感器，电源等均有保护装置，不易损坏。因此，本仪器也是传统实验仪器采用现代化技术的典型实例。新型焦利秤不仅保留了经典实验内容和技能，又增加了现代测量技术和方法，新仪器可以激发学生学习兴趣，提高教学效果。
(2).将弹簧固定在焦利秤上部悬臂上旋转悬臂，使挂于弹簧下放的砝码盘的尖针靠拢游标尺上的小镜。
(3).在砝码盘中放置一定质量的砝码 后，弹簧伸长。调节立柱旁游 标高度 使小镜上刻线对准尖 针的下端 。记录砝码 值及 游标尺上相应的指示读 数 .
(4).从盘中取出一定量的砝码后，弹簧稍收缩。记下此时盘中砝码 值及游标尺相应读数 。相 继使盘中砝码减为 ， 。
集成霍尔开关传感器输出特性如图2。
2.实验内容
1. 利用新型焦利秤测定弹簧倔强系数K。
实验装置如图3所示。在砝码盘W中放置砝码 ，则作用力 =( +m)g，式中m为砝码
盘质量与弹簧的有效质量之和，g为重力加速度。利用(1)式可得：
( +m)g=K( - ) (4)
(1).调节实验装置底脚螺丝，使焦利秤立柱垂直。
1.原理
1.1 弹簧在外力作用下将产生形变(即伸长或缩短)。在弹性限度内，外力F和它的变形量
Y成正比，即F=KY (1)
这就是胡克定律，比例系数K称为弹簧的倔强系数，其值与弹簧的形状，材料有关。若改变施加在某一弹簧上的外力，并测量相应的形变量，即可通过式(1)推算该弹簧的倔强系数K。
1.2质量为 M的物体系于一轻弹簧的自由端，并放置在光滑的水平台面上，而弹簧 的另一端固定，这就构成一个弹簧振子。若使物体在外力作用下(如用手拉)离开平衡位置少许，然后释放，则弹簧振子将在平衡点附近来回作简谐振动，其周期为: