[精品]力敏傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級 微電子101 姓名 方統(tǒng)兵 學(xué)號10105107日期 2011.10.24室溫氣壓 102.09 kpa 成績教師實(shí)驗(yàn)名稱【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 掌握用標(biāo)準(zhǔn)的舷碼對測量儀進(jìn)行定標(biāo)的方法，計(jì)算該里，力敏傳感器的轉(zhuǎn)換 系數(shù)2. 觀察拉脫法測量液體表面張力的物理過程和物理現(xiàn)象3. 學(xué)會用拉脫法測定水的表面張力系數(shù)【實(shí)驗(yàn)儀器】fb326型液體表面張力系數(shù)測定儀、附件盒、燒杯、游標(biāo)卡尺【實(shí)驗(yàn)原理】液體表層厚度約10 -10 m內(nèi)的分子所處的條件與液體內(nèi)部不同，液體內(nèi) 部每一分子被周圍其它分子所包圍，分子所受的作用力合力為零。由于液體表面 上方接觸的氣體分子，其密度遠(yuǎn)小于液體分子密度，因此液面每一

2、分子受到向 外的引力比向內(nèi)的引力要小得多，也就是說所受的合力不為零，力的方向是垂 直與液面并指向液體內(nèi)部，該力使液體表面收縮，直至達(dá)到動態(tài)平衡。因此， 在宏觀上，液體具有盡量縮小其表面積的趨勢，液體表面好象一張拉緊了的橡 皮膜。這種沿著液體表面的、收縮表面的力稱為表面張力。表面張力能說明液體 的許多現(xiàn)象，例如潤濕現(xiàn)象、毛細(xì)管現(xiàn)象及泡沫的形成等。在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué) 研究屮常常要涉 及到液體特有的性質(zhì)和現(xiàn)彖。比如化工生產(chǎn)屮液體的傳輸過 程、藥物制備過程及生物工程研究領(lǐng)域中關(guān)于動、植物體內(nèi)液體的運(yùn)動與平衡 等問題。因此，了解液體表面性質(zhì)和現(xiàn)象，掌握測定液體表面張力系數(shù)的方法 是具有重要實(shí)際意義的。測定

3、液體表面張力系數(shù)的方法通常有：拉脫法、毛細(xì) 管升高法和液滴測重法等。本實(shí)驗(yàn)僅介紹拉脫法。拉脫法是一種直接測定法。如果將一潔凈的圓筒形吊環(huán)浸入液體屮，然后緩慢地提起吊環(huán)，圓筒形吊環(huán) 將帶起一層液膜。使液面收縮的表面張力f沿液面的切線方向，角4）稱為 濕潤角（或接觸角）當(dāng)繼續(xù)提起圓筒形吊環(huán)。時(shí)，e角逐漸變小而接近為 零，這時(shí)所拉出的液膜的里、外兩個(gè)表面的張力f均垂直向下，設(shè)拉起液膜破 裂吋的拉力為f ,則有f = （ m + m0 ） g + 2 （1）式中，m為粘附在吊環(huán)上的液體的質(zhì)量，mo為吊環(huán)質(zhì)量，因表面張 力的大小與接觸面周邊界長度成正比，則有2f = n （d 內(nèi) +d 夕卜） a （2

4、）比例系數(shù)a稱為表面張力系數(shù)，單位是n/m。 a在數(shù)值上等于單 位長度上的表面張力。式中1為圓筒形吊壞內(nèi)、外圓壞的周長之和。a =f （ m + mo ）gn（d 內(nèi) + d 夕卜）（3）由于金屬膜很薄，被拉起的液膜也很薄，m很小可以忽略，于是公式 簡化為：f 一 mo g 兀（d 內(nèi) + d 夕卜）（4）表面張力系數(shù)a與液體的種類、純度、溫度和它上方的氣體成分有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)表明，液 體的溫度越高，a值越小，所含雜質(zhì)越多，a值也越小。只要 上述這些條件保持一定，a值就是一個(gè)常數(shù)。本實(shí)驗(yàn)的核心部分是準(zhǔn)確測定f -mog ,即圓筒形吊環(huán)所受到向下的表面 張力，我們用fb 326型液體的表面 張力系數(shù)

5、測定儀測定這個(gè)力。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、開機(jī)預(yù)熱15分鐘。2、清洗有機(jī)玻璃器皿和吊環(huán)。3、在有機(jī)玻璃器皿內(nèi)放入被測液體。4、將硅碼盤掛在力敏傳感器的鉤上。5、若整機(jī)已預(yù)熱15分鐘以上，可對力敏傳感器定標(biāo)，在加舷碼前應(yīng)首先讀取 電子秤的初讀數(shù)uo （該讀數(shù)包括磁碼盤的重量）（注：對于加有調(diào)零裝置的 儀器，可以通過調(diào)節(jié)機(jī)箱，后面的調(diào)零旋鈕，使初讀數(shù)為零）然后每加一個(gè) 5oo.oomg祛碼，。讀取一個(gè)對應(yīng)數(shù)據(jù)（mv）,記錄到表格中，注意安放 舷碼時(shí)動作要應(yīng)盡量輕巧。用逐差法求力敏傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)k = ?（n/mv） o6、換吊環(huán)前應(yīng)先測定吊環(huán)的內(nèi)外直徑，然后掛上吊環(huán)，讀取一個(gè)對應(yīng)數(shù)據(jù) （mv）,在測定液

6、體表面張力系數(shù)過程中，可觀察到液體產(chǎn)生的浮力與張力的 情況與現(xiàn)象，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動活塞調(diào)節(jié)旋鈕，使液體液面上升，當(dāng)環(huán)下沿接近液 面時(shí)，仔細(xì)調(diào)節(jié)吊環(huán)的懸掛線，使吊環(huán)水平，然后把吊環(huán)部分浸入液體中， 這吋候，按下面板上的按鈕開關(guān)，儀器功能轉(zhuǎn)為峰值測量，接著緩慢地順吋針 轉(zhuǎn)動活塞調(diào)節(jié)旋鈕，這時(shí)液面逐漸往下降（相對而言即吊環(huán)往上提拉），觀 察 環(huán)浸入液體中及從液體中拉起時(shí)的物理過程和現(xiàn)象。當(dāng)?shù)醐h(huán)拉斷液柱的一瞬間 數(shù)字電壓表顯示拉力峰值vi并自動保持該數(shù)據(jù)。拉斷后，釋放按鈕開關(guān)，電 壓表恢復(fù)隨機(jī)測量功能，靜止后其讀數(shù)值為u2，記下這個(gè)數(shù)值。連續(xù)做5次, 求平均值。表面張力系數(shù)a =（v-v）k2f= 1 2l

7、 ji （d 內(nèi) + d 外）【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理】1. 求k1祛碼質(zhì)量/10a-6 kg增重讀數(shù)v 訂 /m v減巫讀數(shù)vi2/mvvi=(vil+vi2) /2/mv等間距逐 差vi=vi+4_vi /mv00.00135.5134.8135,15vl=v4_v0=191.71500.00160.1159.2159.6521000.00186.0185.6185.80 v2=v5 vl31500.00211.2210.5210.85=102.142000.00237.8235.9236.85 v3=v6_v32 =102.0552500.00263.0260.5261.7563000.00

8、288.1287.6387.85 v4=v7_v3 =102.8573500.00313.7313,7313.7 v 平均=(vl+zv2+av3+av4) /16=17.966 mv v平均為每500.00mg對應(yīng)的電子秤的mv讀數(shù)，g取9.8m/s2,則k=mg/av=2.727* 10a(-4)n/mv2.吊環(huán)的內(nèi)外直徑(單位：mm)測量次數(shù)12345平均值內(nèi)經(jīng)d內(nèi)32.8033.0433.0833.0633.0633.01外徑d外34.9234.8834.8634.9034.8434.883用拉脫法求拉力對應(yīng)的電子秤讀數(shù)水溫(室溫)25。9°c測量次數(shù)拉脫時(shí)最大讀數(shù)vl/mv

9、吊環(huán)讀數(shù)v2/mv表面張力對應(yīng)讀 數(shù)v= (v 1 -v2) /mv1230.9150.380.62230.2150.180.13229.4150.379.14230.0150.080.05230.7150.180.6平均值80.14. 計(jì)算q= (vl-v2) /3415(d 內(nèi)+d 夕卜)=av/3.1415(d 內(nèi)+d 外)=7.03*10a(-2) n/m5. 從附錄中查找室溫下水的表面張力系數(shù)理論值，計(jì)算相對誤差e= | a-ao | /a0*100% 二0. 2%(ao 取 7. 181*1(t (-2) n/m)【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】1吊環(huán)需嚴(yán)格處理干凈，用酒精洗了沖干凈2. 吊環(huán)調(diào)好水平3. 開機(jī)預(yù)熱4. 調(diào)節(jié)液面要慢、避風(fēng)減少波動5.