单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,霍尔位置传感器法,测定杨氏模量,大学物理实验中心,霍尔位置传感器法测定杨氏模量大学物理实验中心,一、实验目的,1,、了解弯曲法测量杨氏模量的原理，学会用逐差法处理数据。,2,、掌握用读数显微镜测量微小位移量的方法，测量铜的杨氏模量。,3,、掌握用霍尔位置传感器测量杨氏模量的方法，并测定锻铸 铁的杨氏模量。,一、实验目的,二、实验仪器,1.,杨氏模量测试仪；,2.,千分尺；,3.,游标卡尺。,二、实验仪器1.杨氏模量测试仪；,三、实验原理,将一截面为矩形的金属长条薄板架在两个位于水平面的平行刀口上，则该薄板构成一根“梁”。在梁的中央悬一负载时，该梁会因受力而弯曲下降。,可由金属板材的尺寸、受力大小及弯曲下降的程度求得该种材料的杨氏模量。,三、实验原理 将一截面为矩形的金属长条薄板架在,杨氏模量,E,的表达式为：,其中：,L,为两刀口之间的距离；,m,为所加砝码的质量；,a,、,b,分别为梁的厚度和宽度；,Z,为梁中心由于外力作用而下降的距离（驰垂度）；可由读数显微镜测出。也可根据,Z,值与霍耳传感器输出信号电压,V,成正比的特点求得。,其中：,K,0,为比例系数,杨氏模量E的表达式为：其中：L为两刀口,1.,将铜尺和各元件组装好，注意铜刀口带画痕的一面朝向读数显微镜。,四、实验步骤,画痕线,1.将铜尺和各元件组装好，注意铜刀口带画痕的一面朝向读数显,2.,调节三维调节架的上下调节螺丝，使铜杠杆水平且传感器探测元件处于磁铁中间位置。,可调高度的螺丝,传感器元件,铜杠杆,2.调节三维调节架的上下调节螺丝，使铜杠杆水平且传感器探测,3,、调节磁铁盒的螺母使磁铁上下移动，同时观察霍尔传感器输出电压值。当毫伏表数值很小时，停止调节并固定螺丝，最后调节零点电位器使毫伏表读数为零。,磁铁位置调节螺母,零点电位器,3、调节磁铁盒的螺母使磁铁上下移动，同时观察霍尔传感器输出电,4,、调节读数显微镜的目镜，使得眼睛能清晰地观察到十字叉丝及分划板刻度线和数字且转动读数显微镜上方调节鼓轮时，十字叉丝能随之上下移动。,十字叉丝,目镜调节旋钮,调节鼓轮,4、调节读数显微镜的目镜，使得眼睛能清晰地观察到十字叉丝及分,5,、移动读数显微镜前后位置（调焦），使能清晰看到铜刀上的画痕线。选定位于中间位置的某一条画痕为基准线。转动读数显微镜的鼓轮使读数显微镜内十字叉丝线自下往上移动并与看到的铜刀上的该基准线重合。从鼓轮记下初始读数值。,控制显微镜前后移动位置的固定螺丝,十字叉丝,调焦后看到的某一条画痕线,5、移动读数显微镜前后位置（调焦），使能清晰看到铜刀上的画痕,6,、逐次增加砝码，每次增加,10.00g,。每加一次砝码，都转动鼓轮使十字叉丝重新与选定的基准线重合并读出此时读数显微镜的读数。（,mm,）及毫伏表的读数（,mv,）。将测得的数据填入实验数据表格。用逐差法求出,Z,和,V,的平均值。,7,、用游标尺测量铜尺宽度,b,；用千分尺测量铜尺的厚度,a,（均测,1,次）。,8,、按公式求得样品的杨氏模量，并且求出霍耳位置传感器的灵敏度（比例系数）,K,0,。,6、逐次增加砝码，每次增加10.00g。每加一次砝码，都转动,9.,数据记录与处理,（一）铜条数据测量,两刀口间距,:,单位,:mm,9.数据记录与处理（一）铜条数据测量两刀口间距:,（二）铜条加载前后数据测量,（二）铜条加载前后数据测量,五、注意事项,1.,霍耳片一定要垂直放置在磁场的中心轴上,。,2.,用读数显微镜测量时，鼓轮只能单方向转动。,3.,加放砝码时动作一定要轻，千万不能碰动铜刀架。,五、注意事项,