基于光杠杆液体体积膨胀系数测量仪的改进

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1、作品编号　　　　　　山东省第七届大学生物理科技创新大赛作品申报书作品名称：基于光杠杆液体体积膨胀系数测量仪的改进学校全称：申报者姓名：指导教师：类别：□物理量的测试、分析仪器或装置（A类）þ物理实验教学的仪器或装置（B类）□需用多媒体方式展示的无法拿到现场的作品（C类）山东省第七届大学生物理科技创新大赛组委会制2015年5月说明1．申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求如实填写。2．作品编号由大赛组委会统一填写。3．作品的研究报告必须用中文撰写，并附于申报书后，一般不应少于2000字。4．作品申报书和研究报告必须按规定时间由各校统一将电子

2、稿件发到大赛组委会E-MAIL邮箱。申报者情况申报者情况姓名性别出生年月学校全称专业应用电子技术现学历专科年级学制通讯地址联系电话合作者情况姓名性别年龄学历所在单位指导教师情况和意见指导教师情况姓名性别年龄职称单位联系电话对作品的真实性以及作品的意义、水平等评价液体的体积膨胀系数(简称体胀系数)是一个表征液体受热时体积变化的重要物理量，是工程设计中必须考查的重要物理参量之一。在实验室中常采用膨胀计进行测量，该方法操作很不方便，条件要求苛刻，精确度较差。因此，人们研究了多种测量热膨胀系数的方法。例如：利用温度计测量水银和酒精的体胀系数，原理清

3、晰，方法简便，但只能测量酒精或水银，具有很大的局限性。用带有毛细管的比重瓶测量液体的体胀系数的方法，通过测量液体膨胀前后毛细管中液位的变化来计算，但容易受液体中气泡的影响，毛细管直径测量困难较大。鉴于以上原因，我们制作了一种新的液体体胀系数测量仪器，利用光杠杆法测量液位的微小变化，进而达到精确测量液体体胀系数的目的，本实验设计可以测量多种液体的体胀系数。申报者所在学院审核意见年月日申报作品情况（由申报者本人填写）作品全称基于光杠杆液体体积膨胀系数测量仪的改进展示形式及实物尺寸□软件þ实物及尺寸：作品设计的目的和基本思路（相关资料作为附件，例

4、如研究报告、实验数据、外观图、鉴定证书和应用证书等）针对实验室常见的液体体胀系数测量方法操作繁琐、劳动强度大、测定时间长、实验费用高等缺点，设计了光杠杆测量液体体胀系数的实验装置，使装入试管中的液体温度缓慢变化，通过光杠杆测量液面的高度的变化，可以准确地测量出液体的体胀系数。仪器组成主要有单片机控制系统、待测液体放置容器、浮筏、光杠杆、激光传感器、温度传感器组成的测微系统。光杠杆前足放在固定平台上，后足置于浮筏上将光杠杆和激光传感器调整好。设开始时，光杠杆的平面镜竖直，即镜面法线在水平方向，当温度变化时激光反射点随镜面偏转，当激光传感器第一

5、次检测到信号时，温度传感器记录温度为a。温度持续变化，光杠杆的后足尖随之下降△L，光杠杆平面镜转过一较小角度，法线也转过同一角度。当激光传感器再次接收到信号是温度传感器再次记录温度b，记△T=b－a。tanɵ=△L／C，tan2ɵ=△n／D。式中,C为光杠杆常数(光杠杆后脚尖至前脚尖连线的垂直距离)；D为光杠杆镜面至尺读望远镜标尺的距离。由于偏转角度很小，即△L<

6、新点（1）仪器与普通测量液体体膨胀系数测量的仪器相比操作方便、简单，数据直观性好（2）仪器可适用于测量多种液体的体膨胀系数技术难点（1）仪器物理器件的精准度制做（2）仪器抗干扰处理（3）平面镜与浮筏的同步联动制作其他说明评审委员会意见组委会秘书处资格审查□通过审查□未通过审查审查人（签名）年月日评审小组成绩小组内排名：得分：组长（签名）年月日评审会终审建议□特等奖□一等奖□二等奖□三等奖□未获奖主任（签名）年月日作品编号　　　　　　山东省第七届大学生物理科技创新大赛研究报告作品名称：基于光杠杆液体体积膨胀系数测量仪的改进学校全称：申报者姓名

7、：指导教师：类别：□物理量的测试、分析仪器或装置（A类）þ物理实验教学的仪器或装置（B类）□需用多媒体方式展示的无法拿到现场的作品（C类）研究报告的主要内容（不限于此）：l研究背景及意义l国内外现状l原理及依据l解决的关键问题l主要功能和实用情况l创新点或特色基于光杠杆液体体积膨胀系数测量仪的改进（滨州学院）摘要：液体的体积膨胀系数(简称体胀系数)是一个表征液体受热时体积变化的重要物理量，是工程设计中必须考查的重要物理参量之一。在实验室中常采用膨胀计进行测量，该方法操作很不方便，条件要求苛刻，精确度较差。因此，人们研究了多种测量热膨胀系数的

8、方法。例如：利用温度计测量水银和酒精的体胀系数，原理清晰，方法简便，但只能测量酒精或水银，具有很大的局限性。用带有毛细管的比重瓶测量液体的体胀系数的方法，通过测量液体膨胀前后毛细