实验3.4-弯曲法测定杨氏模量

传感器
铜杠杆
读数显微镜
U Kh b U Kh
横梁 铜框
三、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、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；转动镜筒， 使准线内的水平线与铜框上的基线平行。
弯曲法测定杨氏模量
一、实验目的
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。
二、实验原理
测量杨氏模量E原理：
E d 3mg 4a 3bh
d
Δh
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(20克)的基础上所增加的砝
五、测量黄铜的杨氏模量 （黄铜片不用测位移量h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、测量黄铜板的杨氏模量
黄铜板的弯曲记录
i
1
2
3
4
5
6
7
8
m /10-3kg(不计初始负载) 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00
U i/10-3V
U1
U2
U3
U4
U5
U6
U7
U8
逐差法处理数据
n U i/10-3V U i+4/10-3V ΔU /10-3V Δh /10-3m
1
U1
U5
2
U2
U6
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、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 和hi；
砝码 90g
加10克砝码 减10克砝码
1 2 3 4 5 6 7 8
3
U3
U7
4
U4
U8
求加40g砝码后黄铜板下降的高度Δh 的算术平均值及其标准 偏差，计算杨氏模量及其标准偏差（要列出公式）
U Kh b U Kh
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。
码的质量；g为重力加速度；Δh为梁中心由于重物 P=mg的作用而下降的距离。
U IB
二、实验原理
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。
霍尔电压 U I B 也就是 U I B 而 B （S传感器的位移量）
谢谢！
➢ 下午4：20、晚上9:00开始签名，下午5： 00、晚上9:20结束实验离场。
➢ 原始记录数据写在一张空白纸上,不要写 在预习报告或书上。
➢ 两个预习报告签一个名即可。
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
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S （横h 梁的位移量）
所以 U 或h U kh
U B
I
三、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。
三、实验仪器预调整
厚砝码20g/ 片
薄砝码10g/ 片
读数鼓轮
四、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。
（注：书上表格每次增加10克应为20克）
铁板的弯曲记录，用最小二乘法计算灵敏度K
i
0
1
2
3
4
m /10-3kg(不 0.00 计初始负载)
h i/10-3m
h1
U i/10-3V
U1
20.00 40.00 60.00 80.00
5 100.00
五、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。
d 23.00 0.05(cm) a 1.000 0.005(mm) b 2.30 0.01(cm)
三、实验仪器预调整
1 2 3 4 5 6 7 8
目镜调节
镜筒调节
四、给霍尔位置传感器定标
当砝码盘上为初 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；
初始负载
1 2 3 4 5 6 7 8
0.075mm
读数鼓轮
四、给霍尔位置传感器定标