压力传感器与弹性模量_w.ppt

1、液压拉伸法测量弹性模量,实验目的,了解弹性模量的物理概念，掌握其测量原理和方法； 掌握光杠杆方大法测量微小长度的原理。,实验原理,弹性形变：能完全恢复原状,固体形变,范性形变：留下剩余形变,描述形变的两个重要物理量： （1）应力F/S （2）应变L/L,胡克定律：弹性限度内，物体的应力与应变成 正比，比例系数定义为弹性模量：,弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量,杨氏模量：棒状物体（如钢丝）沿纵向的 弹性模量。,弹性模量仅与材料的性质有关。,实验仪器,液压加力装置,光杠杆结构示意图,实验仪器,光杠杆结构示意图,光杠杆结构示意图,光杠杆放大装置俯视图,光杠杆放大原理示意,实验内容,1.调节

2、光路 调整杨氏弹性模量仪的支架底角螺旋H，使支架铅直了； 粗调 调整两平面镜与望远镜在同一高度； 调整两平面镜的倾角及望远镜方位，使得从望远镜上方看去，能在光杠杆反射镜中看到调节反射镜像中直尺的像； 细调,2. 测量 打开电源，待显示器出现“0.000”后用液压加力盒调节螺旋杆缓慢加力，数显拉力从10kg开始，每加1kg记录一次标尺读数，共测10组数据； 将液压螺旋调节杆旋至最外，即数显拉力指示为“0.000”附近后，关闭电源； D 调节反射镜到标尺的距离 L 钢丝原长 b 光杠杆后脚尖与前脚尖连线间距 d 钢丝直径（测6次）,注意事项,调好光杠杆和镜尺组构成的光路后，在测量过程中不能再动；

3、应缓慢增加压力，加力停之后拉力会有微小变化，0.5-1分钟内压力变化最缓慢，适宜测量； 测量结束后，必须将压力减小至0附近，即液压螺旋杆旋至最外，方可关闭电源。,数据处理要求,1.计算钢丝直径d及其不确定度u(d) 2.利用最小二乘法处理数据，推算出弹性模量的数值(不要求不确定度的计算) ，并计算出相关系数； 3.利用作图法处理数据，计算出弹性模量的数值； 4.对两种数据处理方法得到的测量结果进行分析比较。,电阻应变片压力传感器特性及应用,压力传感器主要由弹性元件和力电转换元件等组成。弹性元件把压力转换成了应变，然后再由压敏元件将应变转换成电信号。,压力传感器,电阻应变片是一种能将物体上的应变

4、变化转换成电阻变化的力电转换敏感元件。受外力作用的电阻应变片的电阻值将发生变化，拉长时电阻增大，压缩时电阻减小。,将电阻应变片粘贴在传感器中的弹性元件表面，当弹性元件受力作用产生应变时，电阻应变片便会感受到该变化而随之产生应变，并引起应变片电阻的变化。,在压力传感器中，般是将四个电阻应变片成对地横向或纵向粘贴在弹性元件的表面，使应变片分别感受到元件的压缩和拉伸变形，并将四个应变片接成电桥电路，从电桥的输出中就可以得到应变量的大小，从而得知作用于弹性元件上的力。,问题: 平衡电阻的作用,实验内容,1. 调整电桥初始平衡状态：调节平衡指示仪将电桥调平。 2. 测量传感器的灵敏度：测量加上不同砝码时传感器输出的电压值，利用逐差法处理数据以得到电桥的灵敏度。 3.电源电动势对传感器灵敏度的影响：改变电源电动势测量(重复2的操作)传感器的灵敏度。 4.用电阻应变片直流电桥压力传感器测量任意物体的重量。,注意事项,1.接线时，接线头不要碰到载物台；测量时，砝码应轻拿轻放。 2.测量过程中，电源电压应保持不变，电源电压若有波动应及时调整。,逐差法处理数据,测量得一列数据: x1