硅压阻式力敏传感器在测量物体密度实验中的应用

固体和液体的密度测量是物理实验的一个基本课题,具有丰富的物理思想和训练内容.传统的测量方法是用普通物理天平,采用流体静力称衡法和比重瓶法.     

让实验给出问题的答案

让实验给出问题的答案智艾娣（洛阳师范高等专科学校４７１０２２）根据阿基米德原理用流体静力称衡法测固体密度时，待测固体的密度式中Ｍ为固体在空气中的质量，Ｍ；为固体完全浸没在已知密度为Ｐ。的液体中的质量．不少教科书对此实验都提出了“当水中的固体或瓶内附有...     

例说与连通器相关的功和能的问题

连通器问题是我们在实际中经常碰到又比较难的问题，笔者认为主要是抓住几个关键点：其一、属不属于连通器模型；其二、抓住液体体积不变；其三、大气对研究的系统做功代数和为零；其四、善于利用液体等效体积的方法来处理问题．下面通过几个例题来讨论说明．     

基于静力悬浮原理的单晶硅球间微量密度差异精密测量方法研究

单晶硅球间微量密度差异测量是阿伏伽德罗常数量子基准定义的重要研究内容, 也是半导体产业中高纯度单晶硅制备工艺质量控制的主要方法. 为了改善现有非接触相移干涉法测量装置复杂和静力称重法测量不确定度低的特点, 根据单晶硅密度精密测量需要, 实现了一种基于静力悬浮原理的单晶硅球密度相对参比测量方法. 通过改变静压力和温度进行三溴丙烷和二溴乙烷混合液体密度的微量调节, 分别使两个待测单晶硅球在液体中悬浮, 根据悬浮状态时的液体温度和悬浮高度计算出待测单晶硅球密度差值. 通过双循环水浴和PID温度控制系统实现±100 μK的恒温液体测量环境. 通过图像识别和迭代拟合算法实现单晶硅球悬浮高度的测量. 使用PID静压力控制系统实现单晶硅球的稳定悬浮控制, 同时减少Joule-Thomson效应引起的液体温度改变. 利用静力悬浮模型中的温度变化和静压力变化线性关系准确测量出标准液体的压缩系数. 试验结果表明, 这种测量方法可以避免液体液面张力的影响, 测量相对标准不确定度达到2.1×10^-7, 能够实现单晶硅球密度差值的精密测量.     

固体密度秤

根据杠杆平衡原理,使用杠杆平衡仪设计了固体密度秤.采用与液体密度计读数类似的方法,能够直接读出被测固体的密度.     

一道求小石块密度的习题引起的思考

测量物质的密度有多种方法, 学习了浮力知识后测量密度又增加了很多巧妙的方法, 笔者根据一道求 小石块的密度的习题, 分析总结了学习浮力后一些测小石块和液体密度的非常规方法     

误差传递公式使用时应注意的一个问题

用流体静力称衡法测一固体的密度ρ使用公式ρ=ρ_t(m_1/(m_1-m_2)) (1)式中:ρ_t为水在测量时的密度,其误差可略去不计;m_1为物体在空气中的质量;m_2为物体在水中的视质量。在杨述武等编的《普通物理实验》(一、力学、热学部分)28页习题3中给出了     

用秒表测定液体的密度

介绍了利用秒表测定液体密度的方法.该方法通过秒表测量漂浮在待测液体中做简谐运动的试管的运动周期,经计算即可得到待测液体的密度.与传统测定液体密度的实验相比,该方法设计巧妙,操作简单.     

用U形管连通器测定不溶混液体的密度

在初二学生学过液体的静压强之后,补充一个利用 U 形管连通器测定不溶混液体密度的实验,对于学生掌握液体静压强的概念和连通器原理,以及进一步理解密度的概念,很有好处。兹介绍如下。     

利用硅压阻式力敏传感器测定液体膨胀系数

根据液体膨胀系数与温度、密度相关的性质,利用硅压阻式力敏传感器设计了测定液体膨胀系数实验.通过测量不同温度下的输出电压,计算液体的膨胀系数,实现了对非电学量力的电测.     

给一点点思想空间 获得意想不到的回报

利用一道测量液体密度的习题, 阐述了课堂中生成的利用测力计测液体密度的多种方法     

用恒流法自制仪器精确测定液体的黏度

介绍了用恒流法自制仪器精确测定液体的黏度.该自制仪器,能有效地保证底部的密封性、液体水位恒定和可操作性.另外,还增设一个玻璃管连通器,并附加一根标尺和游标,可使液体水位的测量精确度提高.在接毛细管输出液体的量筒处加上光电计时,可使测量液体的流速的精确度提高.再将相关数据送入已编好程序的电子仪器进行计算并显示出黏度.另外该仪器可调换不同管径的毛细管,因此应用本方法能快速准确地测量多种液体的黏度.     

音叉共振式液体密度测量实验的设计与实现

在原有的DH4615型音叉受迫振动与共振实验仪的基础上,设计了液体密度测量传感装置,通过实验数据测量、定标,对水、乙醇、汽油等液体通过测量谐振频率求得待测液体的密度,测量精度符合实验要求.     

干涉法测量液体膨胀系数的讨论

液体的折射率和液体的密度有直接关系,液体密度又与温度有关,根据已有关于透明介质的折射率公式,可得液体的膨胀系数的测量方法.迈克耳孙干涉法是测量液体折射率的温度系数的简捷的手段.用此方法得出了液体的膨胀系数,进而讨论了关于液体折射率的2个不同公式的精确程度.     

最大气泡压力法测液体表面张力系数的改进

对最大气泡压力法测定液体表面张力系数的实验原理、方法及仪器进行了研究,提出用螺旋活塞定量加压控制气泡的生成速度;用扩散硅气体压力传感器测量压强,测得值数字显示;用双毛细管制作实验探头,消除了毛细管插入液体一定深度产生的静压强及待测液体密度等对计算液体表面张力系数的影响,提高了液体表面张力系数的测量速度和精度.     

可溶性固体微粒密度的测量

可溶性固体微粒密度的测量青一平（湖南师范大学物理系长沙４１００８１）引言目前在大学物理实验中多采用比重瓶法、静力称衡法测量固体密度，但其实用范围局限于不溶性固体．为此，我们设计了一套仪器能对可溶性固体微粒的密度进行测量（包括吸水物质，如大米等），该实...     

酒精杂质对水的表面张力系数的影响

利用毛细管测量液体的表面张力系数α是一个重要的物理实验,它是根据毛细现象,利用公式α=ρghR/2来测量的,式中的ρ为被测液体的密度,g为重力加速度,h为液体在毛细管中上升的高度,R为毛细管的半径.此实验经常用水和酒精两种液体来做.在做这个实验的过程中发现水中混入少量的酒精杂质会对水的表面张力系数的测量结果产生很大的影响.为此,笔者专门对酒精杂质的影响进行了研究,介绍于下.     

U型光纤传感器液体浓度测量系统的研究

为了测量液体的浓度,设计制作了一个U型光纤传感系统.在固定光源波长以及恒温的条件下,激光光源发出的光信号在U型光纤传感区域发生全反射,并且得到被测液体参数的调制,通过测量光接收端电信号的大小,可以得到被测液体的浓度.整个实验装置结构简单,主要由激光光源、U型光纤传感探头和光接收器件组成.实验以食盐溶液和蔗糖溶液为测量对...     

测量液体折射率的一种新方法——液芯柱透镜散焦宽度法

本文提出了一种基于消球差复合液芯柱透镜快速、准确测量液体折射率的新方法——液芯柱透镜散焦宽度法.该方法利用消球差复合液芯柱透镜在较宽折射率范围内系统球差小、成像准确的特点,基于不同折射率在成像系统上呈现一一对应的散焦图像,仅需采集一幅散焦图像即可得到待测液体的折射率.用该方法测量了室温(20℃)下21组不同液体的折射率,测量结果与用阿贝折射仪测量结果一致,用ZEMAX和光线追迹逐面成像法仿真的散焦宽度图像与实验图像一致.用该方法测量液体折射率具有系统简单、稳定性好、操作简便、测量速度快等特点.     

用毛细管焦点法精确测量微量液体的折射率

介绍了用毛细管焦点法精确测最微量液体折射率的一种新技术.该技术基于共轴球面光学系统的成像原理,用LED(λ=580 nm,FWHM为32nm)为测量光源,用CCD为像接收装置.一次测量样品需要量小于0.002 mL.待测样品封闭在毛细管内测量,有利于对毒性、挥发性和吸湿性强的液体介质折射率的测量.用此技术对纯水、乙醇、乙二醇和丙三醇样品的折射率做了测量,测量精度分别为0.0001,0.0002,0.0003和0.0003.论文在分析实验装置的测量灵敏度和成像景深基础上,提出了进一步提高测最精度的方法.