力敏传感器实验报告

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1、实验报告班级微电子101　姓名　方统兵学号10105107日期　2011.10.24室温　24.9℃　　　气压　102.09Kpa　成绩　　　　教师　　　实验名称　用力敏传感器测液体表面的张力系数　　　　　　【实验目的】1.掌握用标准的砝码对测量仪进行定标的方法，计算该里，力敏传感器的转换系数2.观察拉脱法测量液体表面张力的物理过程和物理现象3.学会用拉脱法测定水的表面张力系数【实验仪器】FB326型液体表面张力系数测定仪、附件盒、烧杯、游标卡尺【实验原理】液体表层厚度约10−10m内的分子所处的条件与液体内部不同，液体内部每一分子被周围

2、其它分子所包围，分子所受的作用力合力为零。由于液体表面上方接触的气体分子，其密度远小于液体分子密度，因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多，也就是说所受的合力不为零，力的方向是垂直与液面并指向液体内部，该力使液体表面收缩，直至达到动态平衡。因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过

3、程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。本实验仅介绍拉脱法。拉脱法是一种直接测定法。如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中，然后缓慢地提起吊环，圆筒形吊环将带起一层液膜。使液面收缩的表面张力f沿液面的切线方向，角ϕ称为湿润角（或接触角）当继续提起圆筒形吊环。时，ϕ角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜的里、外两个表面的张力f均垂直向下，设拉起液膜破裂时的拉力为F，则有F=

4、(m+m0)g+2（1）式中，m为粘附在吊环上的液体的质量，m0为吊环质量，因表面张力的大小与接触面周边界长度成正比，则有2f=π(D内+D外)⋅α（2）比例系数α称为表面张力系数，单位是N/m。α在数值上等于单位长度上的表面张力。式中l为圆筒形吊环内、外圆环的周长之和。α=F−(m+m0)gπ(D内+D外)（3）由于金属膜很薄，被拉起的液膜也很薄，m很小可以忽略，于是公式简化为：α=F−m0gπ(D内+D外)（4）表面张力系数α与液体的种类、纯度、温度和它上方的气体成分有关。实验表明，液体的温度越高，α值越小，所含杂质越多，α值也越小。

5、只要上述这些条件保持一定，α值就是一个常数。本实验的核心部分是准确测定F−m0g，即圆筒形吊环所受到向下的表面张力，我们用FB326型液体的表面张力系数测定仪测定这个力。【实验内容】1、开机预热15分钟。2、清洗有机玻璃器皿和吊环。3、在有机玻璃器皿内放入被测液体。4、将砝码盘挂在力敏传感器的钩上。　5、若整机已预热15分钟以上，可对力敏传感器定标，在加砝码前应首先读取电子秤的初读数U0（该读数包括砝码盘的重量）（注：对于加有调零装置的仪器，可以通过调节机箱，后面的调零旋钮，使初读数为零）然后每加一个5　　00.00mg砝码，。读取一个对

6、应数据(mV)，记录到表格中，注意安放砝码时动作要应尽量轻巧。用逐差法求力敏传感器的转换系数K=?(N/mV)。6、换吊环前应先测定吊环的内外直径，然后挂上吊环，读取一个对应数据(mV)，在测定液体表面张力系数过程中，可观察到液体产生的浮力与张力的情况与现象，逆时针转动活塞调节旋钮，使液体液面上升，当环下沿接近液面时，仔细调节吊环的悬挂线，使吊环水平，然后把吊环部分浸入液体中，这时候，按下面板上的按钮开关，仪器功能转为峰值测量，接着缓慢地顺时针转动活塞调节旋钮，这时液面逐渐往下降（相对而言即吊环往上提拉），观察环浸入液体中及从液体中拉起时

7、的物理过程和现象。当吊环拉断液柱的一瞬间数字电压表显示拉力峰值V1并自动保持该数据。拉断后，释放按钮开关，电压表恢复随机测量功能，静止后其读数值为U2，记下这个数值。连续做5次，求平均值。表面张力系数α=(V−V)K2f=12Lπ(D内+D外)【实验数据记录及处理】1.求ki砝码质量/10^-6kg增重读数vi1/mv减重读数vi2/mvVi=(vi1+vi2)/2/mv等间距逐差△vi=vi+4_vi/mv00.00135.5134.8135,15△v1=v4_v0=191.71500.00160.1159.2159.6521000.0

8、0186.0185.6185.80△v2=v5_v1=102.131500.00211.2210.5210.8542000.00237.8235.9236.85△v3=v6_v32=102.0