利用箔式应变片测量金属丝杨氏模量.pdf

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／＼、、利用箔式应变片测量金属丝杨氏模量＼一：：；高蠹■郑雪丽涛蚓葛，雷迪钋擅，杨骏骏系统结构和原理丽杨氏弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量¨。，是工程选材的重要依据，因此准确测量杨氏模量对生产、工程建设具有巨大意义．目前，高校实验教学普遍采用镜尺组法测量杨氏模量，此外，还有电学陪、光学、电子信息技术‘”川等测量方法．参考文献岬浇Ρ淦擞玫礁至和淝法测量杨氏模量中，文献岬嚼糜Ρ淦饬金属丝杨氏模量，均是把应变片贴到待测物表面，应变片阻值的变化量只是由粘贴部分的待测物的伸长变化引起的，无法避免因待测物在拉伸过程中伸长变化不均匀引入的误差．参考文献杏Ρ淦贴在金属丝上的难度较大，容易脱落，很难保证应变片的形变和金属丝的形变完全一致．通过分析不同测量方法的优缺点，本文提出了利用箔式应变片测量杨氏模量的新方法．此方法将笔者学校开设的传感器实验和杨氏模量测量实验相结合，同时融人了电学和力学的相关知识，具有较强的综合性、设计性、创新性．通过此项实验，可以显著提高学生对物理实验的兴趣，并增强学生综合实验能力和创新意识．整体介绍利用箔式应变片测量杨氏模量装置整体结构如图荆低嘲ㄑ钍夏Ａ坎饬恳恰⒂Ρ淦爸谩加力系统．应变片是典型的力学传感元件，如果在应变片上加应力，应变片电阻阻值有相应变化，运用此应变一电阻效应，可以把力学量转换成电学量进行测量．实验主要运用非平衡电桥测量杨氏模量，将贴应变片的弹性不锈钢片放置在夹具平台上，应变片作为电桥的一个臂接入电路．调节电桥平衡，在杨氏模量仪待测钢丝上加力时，钢丝被拉长△￡，柱形夹具随之有相同的微小位移，进而会引起应变片形第卷第大学物理摘要：杨氏弹性模量测量实验是各高校必开的经典物理实验之一．现阶段各高校实验中大都采用镜尺组测量杨氏模量，提出用箔式应变片测量杨氏弹性模量，该方法将电学和力学知识结合在一起，增强学生综合实验能力，提高创新意识．在测量时先采用精密位移平台定标，然后测量加力后惠斯通电桥输出电压值．测量数据和数据处理结果表明方法稳定性好、精度高，适合运用到实际教学中．关键词：应变片；惠斯通电桥；杨氏弹性模量；综合设计文献标识码：【／甤箔式应变片测量杨氏模量测量装置图年．重庆大学物理学院物理国家级实验教学示范中心，重庆市；厍齑笱Ш娇蘸教煅г海厍焓中图分类号：文章编号：一—应数字加土系统图基金项目：年重庆市高等教育教学改革研究项目、年重庆大学教学改革研究立项项目曛厍齑笱笛教学改革项目约曛厍齑笱Ы萄Ц母镅芯苛⑾钕钅资助作者简介：郑雪丽，女，安徽宿州萧县人，重庆大学物理学院工程师，硕士，主要从事物理实验教学工作，研究方向为光电检测技术．收稿日期：——；修回日期：——．与
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埂叫．羔忍竺心黼竺心蚶眠一曩啦峨一心雌心口嗣形一一厂一骸足Ρ淦饬慷ū变，由于应变一电阻效应，应变片阻值发生改变，电桥处于非平衡状态．用万用表可以测出输出电压值△炙啃伪淞俊鳌旰偷缪故涑隽俊鱑成正比例．其中座为测量电路灵敏度．将五带人杨氏模量计算公式，则其中8炙可霞拥牧Γ瑂为钢丝横截面积，三为钢丝有效长度，如果ⅲ畇、三已知，只要测出输出电压和形变量之间的关系后，即可求出杨氏模量电路系统结构及原理在本文中选用栅状箔式应变片，其阻值为接Ρ淦拿舾姓な墙鹗舨嵯虿糠特别粗，见图逋迹蟠蠹跣×撕嵯蛐вΓ挥媒核把应变片贴在弹性钢片上，应变片随同钢片发生