计算液体的密度ρ,作为该液体密度的标准值 实验数据见表1。 由最小二乘法得斜率k=506×vg: 截距b=6.565V,相关系数r=0.9998。 由物理天平秤得浮子的质量M=55.75g,水 温20.80℃由查表得A=0.9980gml。 表1实验数据 图4用荷重传感器测量线路图 液体名称 U/V p/g ml m 百分差% 6.5765 6.6710 6.5785 6.7260 0.7142 26.51 0.7889 0.7890 水+甘油1 水+甘油2 6.5695 6.6335 1.16l 1,16 0 4.2用谐振式液体密度传感器测量液体密 度 频事仪 测量线路如图5所示。先用秤衡法测量 五种液体的密度,作为标准值。再把这五种 已知密度的不同的液体分别注入传感器中 用频率仪测量正弦信号发生器的频率用毫振荡器 传感器 伏表监视输出信号的幅值。当扫频信号输入 时,测出传感器的谐振频率f用最小二乘法 进行直线拟合,求得常数A和B。对五种不 图5谐振式传感器测量线路 同液体的密度用秤衡法测量的结果p和用传感器测量的结果P见表2 表2测量结果 夜体名称 醚 0.71410 4.417 0.79017 474.3 0.7995 蒸馏水 0.9952 水+甘油 468.5 4.653 由最小二乘法得A=3.24192×10°(g/m)2B=-13.61081g/m,相关系数r=0 9996 5讨论 (1)在对荷重传感器的定标过程中,由于传感器的形变恢复需要较长时间,因此会出 现零点漂移,所以在定标时逐步増加砝码质量,记下读数,再逐步减少砝码,记下读数,取 两组读数的平均值,这样能较好地解决零点漂移的问题。在实验定标过程中发现,该传感 器对于力的响应是线性的,其斜率基本不变,因此零点漂移对实验结果无影响 (2)本文介绍的二种液体密度传感器输出的信号,可以通过AD转换卡输入计算机 且检测结果相对误差小于1%,足以满足工业需要,根据二种传感器的特点,可在化学实 验和化工工业中广泛应用。 (下转15页) o1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.图 4 用荷重传感器测量线路图 计算液体的密度ρ,作为该液体密度的标准值。 实验数据见表 1。 由最小二乘法得斜率 k = 5. 036 ×10 - 3V/ g , 截距 b = 6. 565V ,相关系数 r = 0. 99998。 由物理天平秤得浮子的质量 M = 55. 75g ,水 温 20180 ℃由查表得ρ0 = 0. 9980g·ml - 1。 表 1 实验数据 液体名称 U0/ V U/ V T/ g ρ/ g·ml - 1 ρ1 / g·ml - 1 百分差 % 蒸馏水 615765 616710 18176 019980 乙醚 615785 617260 29128 017142 017126 012 酒精 615780 617115 26151 017889 017890 0101 水 + 甘油 1 615720 616460 14169 11108 11106 012 水 + 甘油 2 615695 616335 12171 11161 11161 0 氯仿 615765 615715 01749 11483 11485 012 图 5 谐振式传感器测量线路 412 用谐振式液体密度传感器测量液体密 度 测量线路如图 5 所示。先用秤衡法测量 五种液体的密度 ,作为标准值。再把这五种 已知密度的不同的液体分别注入传感器中 , 用频率仪测量正弦信号发生器的频率 ,用毫 伏表监视输出信号的幅值。当扫频信号输入 时 ,测出传感器的谐振频率 f ,用最小二乘法 进行直线拟合 ,求得常数 A 和 B。对五种不 同液体的密度用秤衡法测量的结果ρ′和用传感器测量的结果ρ见表 2。 表 2 测量结果 液体名称 ρ/ g·ml - 1 f/ Hz f 2 ×10 - 6/ Hz - 2 ρ′/ g·ml - 1 百分差 % 乙醚 0171410 47518 41417 017088 017 酒精 0179017 47413 41445 017995 1 蒸馏水 0199520 47113 41502 019843 1 水 + 甘油 1115287 46815 41556 111594 016 氯仿 1147422 46316 41653 114738 0103 由最小二乘法得 A = 3. 24192 ×106 (g/ ml) ·Hz2 ,B = - 13. 61081 g/ ml ,相关系数 r = 0. 9996。 5 讨论 (1) 在对荷重传感器的定标过程中 ,由于传感器的形变恢复需要较长时间 ,因此会出 现零点漂移 ,所以在定标时逐步增加砝码质量 ,记下读数 ,再逐步减少砝码 ,记下读数 ,取 两组读数的平均值 ,这样能较好地解决零点漂移的问题。在实验定标过程中发现 ,该传感 器对于力的响应是线性的 ,其斜率基本不变 ,因此零点漂移对实验结果无影响。 (2) 本文介绍的二种液体密度传感器输出的信号 ,可以通过 A/ D 转换卡输入计算机 , 且检测结果相对误差小于 1 % ,足以满足工业需要 ,根据二种传感器的特点 ,可在化学实 验和化工工业中广泛应用。 (下转 15 页) — 21 — © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved