大學(xué)生物理實驗競賽項目說明書

1、2013年大學(xué)生物理實驗競賽項目說明書參賽學(xué)院 參賽題目 組隊成員 參賽題目負責(zé)人姓名性別出生年月專業(yè)年級手機，email隊員姓名性別出生年月專業(yè)年級設(shè)計原理與方法： 1，固體受熱（冷）后，在一維方向上的膨脹叫線膨脹，在相同條件下，不同材料的固體其線膨脹不同，本實驗中通過線脹系數(shù)較大的塑料棒或金屬棒的線性膨脹來表明物體物理的冷熱程度。2，固體線脹系數(shù)的有關(guān)原理 由 =l（lt） 則 t=l（l） 其中l(wèi)為t=0時的長度，l為固體的長度增量，即本實驗運算放大器所測。3,用運算放大器設(shè)計一電路實現(xiàn)微小電壓信號的放大，進而進行校準以便以后運用它來測量一定長度的微小變化。在一定的放大比情況下，將一小信

2、號放大到一定的倍數(shù)。如此一來，當信號電壓發(fā)生一小變化的情況下，電路輸出電壓會發(fā)生一較大的變化，從而達到感知微小電壓信號變化的功能。在本實驗中我們采用受外界環(huán)境影響比較小的電壓作為信號的傳遞媒介來測量（固體）一定長度的微小變化。 信號采集部分的電路圖 信號放大電路圖4.裝置連接，將固體置于工作臺上加以固定，周圍用傳熱材料封裝，將運算放大器與預(yù)先編程電腦程序相連進行數(shù)據(jù)處理，直接從電腦或顯示器連接輸出被測溫度。實驗儀器與裝置:運算放大器，電子顯示器，柱形金屬棒或塑料棒，標準數(shù)字溫度計，運算器，游標卡尺，固定裝置，熱傳遞裝置，導(dǎo)線若干；可行性分析: 本實驗中，原理簡單且容易實現(xiàn)，實驗中用塑料或金屬作

3、為溫度衡量的材料，線脹系數(shù)大，長度變化明顯，通過電子放大器測量該固體的微小長度變化，所以測量范圍廣。采集信號后，送人運算器（已預(yù)先編輯公式t=l（l），通過電子顯示器連接直接顯示溫度數(shù)值。 裝置連接好后，與標準數(shù)字溫度計在測溫范圍內(nèi)進行校準，得到溫度的準確值，即可測量環(huán)境中的溫度。數(shù)據(jù)測量與分析:其中定值=x10-6-1，只與材料有關(guān)，l由游標卡尺測得，故，l直接在編輯運算器時輸入；本實驗的關(guān)鍵是固體微小長度的變化，而我們運用運算放大器對電信號的放大作用來測量長度的微小變化，正是因為傳統(tǒng)測量工具存在的上述原因以及電信號存在的優(yōu)越性。圖工作臺上的是待測的元件，元件上面是采集信號的電容器。結(jié)論：實驗中利用線脹系數(shù)較高的塑料或金屬作為測溫裝置的冷熱程度衡量對象，在溫度的變化時，可有明顯的線性膨脹。通過運算放大器捕捉處理信號，得出固體在該溫度下的微小長度變化，進而運用運算器處理得出被測溫度。此裝置由于高線脹系數(shù)的塑料或熔點較高的金屬材料故而靈敏度高，測量范圍廣，可廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)研究及娛樂活動中。制作成本（明細）：1.直接的材料成本:運算放大器1.5-2.7元lcd顯示器