中国科技论文 计源期刊 实验技术与管理Vol.18N.22001 用集成开关型霍尔传感器测量 周期的新型焦利秤的研制 陆申龙1,张 (1.复旦大学物理系,上海20043;2.常熟高等专科学校,常熟215500 摘要:对传统的焦利秤的弹簧伸长测量装置进行了改进,并用先进的集成开关型霍尔传感 器测量弹簧振子的周期,使传统经典实验充实了现代测量技术的新内容 关键词:集成开关型霍尔传感器;焦利秤;劲度系数 中图分类号:IM38.8文献标识码B文章编号:10024956(2001)02-011904 90年代以来集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展,各种性能的集成霍尔传感器层 出不穷,在工业、交通、无线电等领域的自动控制中该传感器得到了广泛的应用。如磁感 应强度测量、微小位移测量、周期和转速的测量,以及液位控制、流量控制、车辆行程计量、 车辆气缸自动点火和自动门窗等。为使原有传统的力学实验增加新科技内容及实验装置 更牢靠,笔者对原焦利秤的拉线杆升降装置进行了改进:改变原拉线升降装置线易断及易 打滑等弊病,采用端点加反射镜的游标卡尺,可直接读出弹簧的伸长量,提高了测量的准 确度。在计时方法上采用了集成开关型霍尔传感器测量弹簧振动周期研究简谐振动,并 专门设计一个简单装置,可对该传器的特性参数进行测量,使这新型焦利秤的实验内容更 具综合性。它一方面能使学生从多角度地了解和掌握一些经典的测量手段和操作技能 另一方面,由于加入了用集成霍尔传感器来测量周期的新方法,让学生对这种传感器的特 性及在自动测量和自动控制中的作用有进一步的认识,从而真正领略这一最新传感技术 的风采。一“秤”多用,传统实验与现代化技术相结合是本仪器的重要特点,该仪器已批量 生产,经复旦大学等多所高校大批量学生使用,教师和学生都很有兴趣,教学效果很好。 1.原理 (1)弹簧在外力作用下将产生形变(伸长或缩短)。在弹性限度内,由胡克定律知:外 力F和它的变形量y成正比,即F=A△y (1) 式中,K为弹簧的劲度系数,它取决于弹簧的形状、材料的性质。通过测量F和相应 的△y,就可由(1)式推算出弹簧的劲度系数K。 (2)将质量为M的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧的下端,构成一个弹簧振 收稿日期:2000-10·1 作者简介陆申龙,男1940年出生,教授,教育部理科物理学与天文学指导委员会实验物理组指导组成员 c1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved.收稿日期 :2000 - 10 - 18 作者简介 :陆申龙 ,男 1940 年出生 ,教授 ,教育部理科物理学与天文学指导委员会实验物理组指导组成员 1 用集成开关型霍尔传感器测量 周期的新型焦利秤的研制 陆申龙1 ,张 平2 (11 复旦大学物理系 ,上海 200433 ;21 常熟高等专科学校 ,常熟 215500) 摘 要 :对传统的焦利秤的弹簧伸长测量装置进行了改进 ,并用先进的集成开关型霍尔传感 器测量弹簧振子的周期 ,使传统经典实验充实了现代测量技术的新内容。 关键词 :集成开关型霍尔传感器 ;焦利秤 ;劲度系数 中图分类号 :TM93818 文献标识码 :B 文章编号 :100224956 (2001) 0220119204 90 年代以来 ,集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展 ,各种性能的集成霍尔传感器层 出不穷 ,在工业、交通、无线电等领域的自动控制中该传感器得到了广泛的应用。如磁感 应强度测量、微小位移测量、周期和转速的测量 ,以及液位控制、流量控制、车辆行程计量、 车辆气缸自动点火和自动门窗等。为使原有传统的力学实验增加新科技内容及实验装置 更牢靠 ,笔者对原焦利秤的拉线杆升降装置进行了改进 :改变原拉线升降装置线易断及易 打滑等弊病 ,采用端点加反射镜的游标卡尺 ,可直接读出弹簧的伸长量 ,提高了测量的准 确度。在计时方法上采用了集成开关型霍尔传感器测量弹簧振动周期研究简谐振动 ,并 专门设计一个简单装置 ,可对该传器的特性参数进行测量 ,使这新型焦利秤的实验内容更 具综合性。它一方面能使学生从多角度地了解和掌握一些经典的测量手段和操作技能 ; 另一方面 ,由于加入了用集成霍尔传感器来测量周期的新方法 ,让学生对这种传感器的特 性及在自动测量和自动控制中的作用有进一步的认识 ,从而真正领略这一最新传感技术 的风采。一“秤”多用 ,传统实验与现代化技术相结合是本仪器的重要特点 ,该仪器已批量 生产 ,经复旦大学等多所高校大批量学生使用 ,教师和学生都很有兴趣 ,教学效果很好。 11 原理 (1) 弹簧在外力作用下将产生形变(伸长或缩短) 。在弹性限度内 ,由胡克定律知 :外 力 F 和它的变形量Δy 成正比 ,即 F = KΔy (1) 式中 ,K为弹簧的劲度系数 ,它取决于弹簧的形状、材料的性质。通过测量 F 和相应 的Δy ,就可由(1) 式推算出弹簧的劲度系数 K。 (2) 将质量为 M 的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧的下端 ,构成一个弹簧振 911 中国科技论文 统计源期刊 实 验 技 术 与 管 理 Vol. 18 No. 2 2001 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved