弯曲法测量杨氏模量

,*,*,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,实验原理,数据处理,实验仪器,实验内容,思考问题,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,；,m,（,g,）,=,m,i+,4,-,m,i,40,40,40,40,m=,40g,Z,（,mm,）,=,Z,i+,4,-,Z,i,i,1,2,3,4,5,6,7,8,砝码质量,10,20,30,40,50,60,70,80,加砝码,减砝码,平均,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,Z,i,，,同时,记,录霍耳电压的值,U,i,。,砝码质量,10,20,30,40,50,60,70,80,(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,）,m,（,g,）,=,m,i+,4,-,m,i,40,40,40,40,m=,40g,U,（,mV,）,=,U,i+,4,-,U,i,Z,（,mm,）,=,Z,i+,4,-,Z,i,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。,10,20,30,40,50,60,70,80,(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：,40,40,40,40,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。,