力敏传感器实验报告[资料]

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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°C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.掌握用标准的祛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，液体内部每一分了被周围其它分了所包围，分了所受的

2、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，因此液而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，液体具冇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，例如润湿现彖、毛细管现彖及泡沫的形成等。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彖。比如化工生产中液体的传输过程、约物制备过程及生物

3、工程研究领域屮关于动、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冇重要实际意义的。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屮，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，角称为湿润角(或接触角)当继续提起圆筒形吊环。时，角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜的里、外两个表而的张力f均垂直向下，设拉起液膜破裂时的拉力为F，则

4、有F=(m+m0)g+2(1)式中，m为粘附在吊环上的液体的质量，mO为吊环质量，因表面张力的大小与接触血周边界长度成止比，则有2f=Ji(D内+D夕卜)•a(2)比例系数a称为表面张力系数，单位是N/moa在数值上等于单位长度上的表面张力。式中1为圆筒形吊环内、外圆环的周长之和。F-（m+mO）gn（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：F一mOgn（D内+D夕卜）（4）表面张力系数a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，a值越小，所含

5、杂质越多，a值也越小。只要上述这些条件保持一定，a值就是一个常数。本实验的核心部分是准确测定F-mOg,即圆筒形吊环所受到向卜•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分钊2、清洗有机玻璃器皿和吊环。3、在冇机玻璃器皿内放入被测液体。4、将確码盘挂在力皱传感器的钩上。5、若整机已预热15分钟以上，可对力敏传感器定标，在加祛码前应首先读取电子秤的初读数UO（该读数包括袪码盘的重量）（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

6、5OO.OOmg耘码,。读取一个对应数据（mV）,记录到表格中，注意安放祛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，当环下沿接近液而时，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屮，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，这吋液面逐渐往下降（相对而

7、言即吊环往上提拉），观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。当吊环拉断液柱的一瞬间数字电压表显示拉力峰值VI并白动保持该数据。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a=（V-V）K2f=12Ln（D内+D外）【实验数据记录及处理】1•求k•1码质量/10A-6kg增重读数v订/mv减重读数vi2/mvVi=(vil+vi2)/2/mv等间距逐差△vi=vi+4_vi/mv00.00135.5134.8135,15△1500.00160

8、.1159.2159.65v1=v4_v0=191.721000.00186.0185.6185.80△v2=v5_vl=102.131500.00211.2210.5210.8542000.00237.8235.9236.85△v3=v6_v32=102.0552500.00263.0260.5261.756300