霍尔位置传感器法测杨氏模量实验报告

霍尔位置传感器法杨氏模量的测定

通过霍尔位置传感器法对固体材料杨氏模量的测量实验，可以学习和掌握基本长度和微小位移量测量的方法和手段，提高学生的实验技能。该实验是在弯曲法测量固体材料杨氏模量的基础上，加装霍尔位置传感器而成的。通过霍尔位置传感器的输出电压与位移量线性关系的定标和微小位移量的测量，有利于联系科研和生产实际，使学生了解和掌握微小位移的非电量电测新方法。

本实验对经典实验装置和方法进行了改进，不仅保留了原有实验的内容，还增加了霍尔位置传感器的结构、原理、特性及使用方法的了解，将先进科技成果应用到教学实验中，扩大了学生的知识面，是经典实验教学现代化的一个范例。弯曲法测金属杨氏模量实验仪的特点是待测金属薄板只须受较小的力F，便可产生较大的形变?Z，而且本仪器体积小、重量轻、测量结果准确度高，本仪器杨氏模量实际测量误差小于3%。 【实验目的】

（1）熟悉霍尔位置传感器的特性； （2）弯曲法测量黄铜的杨氏模量；

（3）测黄铜杨氏模量的同时，对霍尔位置传感器定标； （4）用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量。 【实验原理】 （1）霍尔位置传感器

霍尔元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者 相垂直的方向上将产生

实验二 霍尔传感器测杨氏模量

弹性模量是反应材料抵抗形变能力的物理量，在工程上作为选择材料的依据之一。利用霍尔位置传感器测量微小位移，可以改进传统粱弯曲法实验中的测量方法，使古老的实验又增添新的技术内容。而霍尔元件及集成霍尔传感器具有尺寸小、外围电路简单、频响宽、使用寿命长，特别是抗干扰能力强等特点，近年来被广泛应用于物理量的测量、自动控制及信息处理等领域。

【实验目的】

1．了解霍尔位置传感器的结构原理、特性及使用方法。 2．学习掌握粱弯曲法测量金属板的杨氏弹性模量。 3．学会确定灵敏度的方法，并确定仪器的灵敏度。 4．掌握逐差法处理数据。

【实验仪器】

霍尔位置传感器、霍尔位置传感器输出信号测量仪、游标卡尺、螺旋测微器。

【实验原理】

霍尔传感器置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场的方向通入电流I，则会产生霍尔效应，即在与这二者相互垂直的方向上将产生霍尔电势：

UH?KHIB (5.2.1)

其中KH为霍尔传感器的灵敏度，单位为mVmA?T。

如果保持通入霍尔元件的电流I不变，而使其在一均匀梯度的磁场中移动，则输出的霍尔电势的变化量为：

?UH?KHI其中：?z为位移量；

dB

霍尔位置传感器法杨氏模量的测定

通过霍尔位置传感器法对固体材料杨氏模量的测量实验，可以学习和掌握基本长度和微小位移量测量的方法和手段，提高学生的实验技能。该实验是在弯曲法测量固体材料杨氏模量的基础上，加装霍尔位置传感器而成的。通过霍尔位置传感器的输出电压与位移量线性关系的定标和微小位移量的测量，有利于联系科研和生产实际，使学生了解和掌握微小位移的非电量电测新方法。

本实验对经典实验装置和方法进行了改进，不仅保留了原有实验的内容，还增加了霍尔位置传感器的结构、原理、特性及使用方法的了解，将先进科技成果应用到教学实验中，扩大了学生的知识面，是经典实验教学现代化的一个范例。弯曲法测金属杨氏模量实验仪的特点是待测金属薄板只须受较小的力F，便可产生较大的形变?Z，而且本仪器体积小、重量轻、测量结果准确度高，本仪器杨氏模量实际测量误差小于3%。 【实验目的】

（1）熟悉霍尔位置传感器的特性； （2）弯曲法测量黄铜的杨氏模量；

（3）测黄铜杨氏模量的同时，对霍尔位置传感器定标； （4）用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量。 【实验原理】 （1）霍尔位置传感器

霍尔元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者 相垂直的方向上将产生

霍尔位置传感器法杨氏模量的测定

通过霍尔位置传感器法对固体材料杨氏模量的测量实验，可以学习和掌握基本长度和微小位移量测量的方法和手段，提高学生的实验技能。该实验是在弯曲法测量固体材料杨氏模量的基础上，加装霍尔位置传感器而成的。通过霍尔位置传感器的输出电压与位移量线性关系的定标和微小位移量的测量，有利于联系科研和生产实际，使学生了解和掌握微小位移的非电量电测新方法。

本实验对经典实验装置和方法进行了改进，不仅保留了原有实验的内容，还增加了霍尔位置传感器的结构、原理、特性及使用方法的了解，将先进科技成果应用到教学实验中，扩大了学生的知识面，是经典实验教学现代化的一个范例。弯曲法测金属杨氏模量实验仪的特点是待测金属薄板只须受较小的力F，便可产生较大的形变?Z，而且本仪器体积小、重量轻、测量结果准确度高，本仪器杨氏模量实际测量误差小于3%。 【实验目的】

（1）熟悉霍尔位置传感器的特性； （2）弯曲法测量黄铜的杨氏模量；

（3）测黄铜杨氏模量的同时，对霍尔位置传感器定标； （4）用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量。 【实验原理】 （1）霍尔位置传感器

霍尔元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者 相垂直的方向上将产生

霍耳位置传感器法测杨氏模量

一、实验内容：

1.了解霍耳效应及霍耳位置传感器的原理 2.学会使用霍耳位置传感器法测杨氏模量

二、实验仪器：

杨氏模量测试仪、千分尺、游标卡尺

杨氏模量测试仪

三、实验原理：

1．霍耳元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者平面垂直的方向上产生霍耳电势差：

UH?K?I?B （1）

上式中K为元件的霍耳灵敏度。如果保持霍耳元件的电流I不变，而使其在一均匀梯度的磁场中移动时，则输出的霍耳电势差变化量为： ?U?K?I?dBdZ??Z （2）

H上式中?Z为位移量，此式说明若

dBdZ为常数时，?U与?Z成正比。

2．一段固体棒，在其两端沿轴发现施加大小相等、方向相反的外力F，其长度L发生改变?L，以S表示横截面面积，称F/S为胁强，相对长变?L/L为胁变。在弹性限度内，由胡克定律有：

FS?E??LL E称为杨氏模量，其数值与材料性质有关。

在横梁受力弯曲的情况下，杨氏模量E得测量表达式为： E?d33?Mg4a?b??Z

南昌大学物理实验报告

课程名称： 大学物理实验

实验名称： 金属丝杨氏模量的测定

学院： 机电工程学院 专业班级： 能源与动力工程152

学生姓名： 王启威 学号： 5902615035

实验地点： 106 座位号：

实验时间： 第九周 星期一 下午4点开始

一、实验目的： 1.学会测量杨氏模量的一种方法，掌握“光杠杆镜”测量微小长度变化的原理. 2.学会用“对称测量”消除系统误差. 3.学会如何依实际情况对各个测量量进行误差估算. 4.练习用逐差法、作图法处理数据. 二、实验原理： 物体在外力作用下或多或少都要发生形变，当形变不超过某一限度时，撤走外力之后形变能随之消失，这种形变叫弹性形变，发生弹性形变时物体内部将产生恢复原状的内应力。 设有一截面为S，长度为L的均匀棒状（或线状）

篇一：大物仿真实验报告---金属杨氏模量的测定

大物仿真实验报告

金属杨氏模量的测定

化工12

一、 实验目的

1、掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理和方法 2、学会使用逐差法处理数据

二、 实验原理

人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即

（1）

E被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

通过式（1），在样品截面积S上的作用应力为F，测量引起的相对伸长量ΔL/L，即可计算出材料的杨氏模量E。因一般伸长量ΔL很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。当θ很小时，

光杠杆法测定杨氏模量实验报告

杨氏弹性模量测定实验报告

一、摘要

弹性模量是描述材料形变与应力关系的重要特征量，是工程技术中常用的一个参数。在实验室施加的外力使材料产生的变形相当微小，难以用肉眼观察，同时过大的载荷又会使得材料发生塑形变形，所以要通过将微小变形放大的方法来测量。本实验通过光杠杆将外力产生的微小位移放大，从而测量出杨氏弹性模量，具有较高的可操作性。

二、实验仪器

弹性模量测定仪（包括：细钢丝、光杠杆、望远镜、标尺和拉力测量装置）；钢卷尺、螺旋测微器、游标卡尺。

三、实验原理

（1）杨氏弹性模量定义式

任何固体在外力作用下都要发生形变，最简单的形变就是物体受外力拉伸（或压缩）时发生的伸长（或缩短）形变。设金属丝的长度为L，截面积为S，一端固定，一端在伸长方向上受力为F，伸长为△L。

定义：

ε 物体的相对伸长

L

为应变， L

F

为应力。 S

物体单位面积上的作用力σ

根据胡克定律，在物体的弹性限度内，物体的应力与应变成正比，即

F L E SL

则有：

E

FL

S L

式中的比例系数E称为杨氏弹性模量（简称弹性模量）。

实验证明：弹性模量E与外力F、物体长度L以及截面积的大小均无关，而只取决定于物体的材料本身的性质。它是表征固体性质的一个物理量。

对于直径为D的圆柱

实验1 拉伸法测量杨氏模量

杨氏弹性模量(以下简称杨氏模量)是表征固体材料性质的重要的力学参量，它反映材料弹性形变的难易程度，在机械设计及材料性能研究中有着广泛的应用。其测量方法有静态拉伸法、悬臂梁法、简支梁法、共振法、脉冲波传输法，后两种方法测量精度较高；本实验采用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量，因涉及多个长度量的测量，需要研究不同测量对象如何选择不同的测量仪器。

【实验目的】

1. 学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量。 2. 掌握钢卷尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用。 3. 学习用逐差法和作图法处理数据。 4. 掌握不确定度的评定方法。

【仪器用具】

杨氏模量测量仪（包括砝码、待测金属丝）、螺旋测微计、钢卷尺、读数显微镜

【实验原理】

1. 杨氏模量的定义

本实验讨论最简单的形变——拉伸形变，即棒状物体(或金属丝)仅受轴向外力作用后的

F?L伸长或缩短。按照胡克定律：在弹性限度内，弹性体的应力与应变成正比。

SL设有一根原长为l，横截面积为S的金属丝（或金属棒），在外力F的作用下伸长了?L，则根据胡克定律有

FS?E(?LL) （1-1）

式中的比例系数E称为杨氏模量，单位为Pa（或N·

动态悬挂法测杨氏模量数据处理参考范例

1． 数据记录

表1 各测量量测量值

样品 黄铜 不锈钢

表2 样品直径测量值

黄铜直径

次数 1 2 3 4 5 6

2． 数据处理 （1）黄铜：

不锈钢直径

L mm

mL mm

0.05 0.05

m g

mm g

f1 Hz

mf1 Hz

0.1 1

0.01 0.01

d mm

md mm

0.005

d mm

md mm

0.005

L

：

u uB u uB

0.029mm

m0.01 0.0033g33m： u uB 0.058Hzf

1：

d：用肖维涅准则检查无坏值出现 d 5.998mm

uA kp 1.11 0.017 0.019mm

uB

0.0029mm

33

u 0.020mm

Y：

160.00 10 37.93 10 3 701.02 L3mf12

Y 1.6067 1.6067

34d45.998 10

9.477 1010Nm2EY

1.3%

则uY Y EY 9.477 1010 1.3% 0.13 1010Nm2 （2）不锈钢

L

：

u uB u uB

0.029mm

m0.01 0.0033g33m： u uB 0.58Hzf

1：

d：用肖维涅准则检查无坏值出现