霍尔开关在测量金属丝弹性模量中的应用
什么是弹性模量
弹性模量是描述固体材料抗形变能力的重要物理量,是工程技术中常用的参量,用静态法测量物体弹性模量的主要难度在于物体微小位移的测量。
弹性模量的测量方法
传统大学物理实验教学中采用光杠杆放大法进行微小位移的测量,另外,还可以利用霍尔开关来测量微小位移。当它置于均匀梯度磁场时,由于霍尔效应,它位置的变化将引起两端霍尔电压的改变,且电压与位置是一一对应关系,在特定范围内,具有良好的线性关系。
霍尔开关的优点
霍尔开关具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点,它不仅用于磁感应强度和电参量测量,也可进行微小位移的测量。
霍尔开关位移传感标定
将霍尔开关置于2个半环形永久磁钢形成的梯度磁场中,它通以恒定电流(精度为0.1 A)。它通过螺旋测微头的调节在梯度磁场中上下移动,输出的霍尔电压取决于其在磁场中的位置,霍尔电压通过电压测试仪读出,霍尔元件位移量通过螺旋测微头读出。
调节它承载装置的上下位置,使它位于梯度磁场中间位置,此时磁场为零,霍尔电压也为零,上下移动测微头,每变化0.05 mm读取相应的霍尔电压值,得到霍尔电压随位移变化规律。
将霍尔开关应用于拉伸法测量弹性模量的实验中,替代光杠杆放大系统,通过测量霍尔电压得到微小位移结果表明,霍尔电压随位移变化为良好线性,采用作图拟合法计算求得金属丝的弹性模量,分析了实验结果的不确定度.实验证明该测量方法测量精度高。
弹性模量是描述固体材料抗形变能力的重要物理量,是工程技术中常用的参量,用静态法测量物体弹性模量的主要难度在于物体微小位移的测量。
传统大学物理实验教学中采用光杠杆放大法进行微小位移的测量,另外,还可以利用霍尔开关来测量微小位移。当它置于均匀梯度磁场时,由于霍尔效应,它位置的变化将引起两端霍尔电压的改变,且电压与位置是一一对应关系,在特定范围内,具有良好的线性关系。
霍尔开关的优点
霍尔开关具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点,它不仅用于磁感应强度和电参量测量,也可进行微小位移的测量。
霍尔开关位移传感标定
将霍尔开关置于2个半环形永久磁钢形成的梯度磁场中,它通以恒定电流(精度为0.1 A)。它通过螺旋测微头的调节在梯度磁场中上下移动,输出的霍尔电压取决于其在磁场中的位置,霍尔电压通过电压测试仪读出,霍尔元件位移量通过螺旋测微头读出。
调节它承载装置的上下位置,使它位于梯度磁场中间位置,此时磁场为零,霍尔电压也为零,上下移动测微头,每变化0.05 mm读取相应的霍尔电压值,得到霍尔电压随位移变化规律。
将霍尔开关应用于拉伸法测量弹性模量的实验中,替代光杠杆放大系统,通过测量霍尔电压得到微小位移结果表明,霍尔电压随位移变化为良好线性,采用作图拟合法计算求得金属丝的弹性模量,分析了实验结果的不确定度.实验证明该测量方法测量精度高。
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