液體表面張力力敏感測器靈敏度怎麼算

❶ 簡述液體表面張力實驗中感測器靈敏度B的含義及求解方法

用硅壓阻力敏感測器測定液體表面張力系數
一．實驗目的
1．了解液體表面張力的性質，掌握拉托法測定液體表面張力的原理。
2．學習硅壓阻力敏感測器的物理原理，測定水等液體的表面張力系數。
二．實驗儀器

圖1 表面張力系數測定儀
WBM-1A型液體表面張力測定儀、游標卡尺
三．實驗原理（缺兩張圖）
表面張力是分子力的一種表現，它發生在液體和氣體接觸的邊界部分，是由表面層的液體分子處於特殊情況決定的。液體內部的分子和分子之間幾乎是緊挨著的，分子間經常保持平衡距離，稍遠一些就相吸，稍近一些就相斥，這就決定了液體分子不像氣體分子那樣可以無限擴散，而只能在平衡位置附近振動和旋轉。在液體表面附近的分子，由於上層空間氣相分子對它的吸引力小於內部液相分子對它的吸引力，所以該分子所受合力不等於零，其合力方向垂直指向液體內部，這種收縮力稱為表面張力。表面層分子間的斥力隨它們彼此間的距離增大而減小，在這個特殊層中分子間的引力作用占優勢。如果在液體表面上任意劃一條分界線MN把液面分成a、b兩部分(如圖2所示)，f表示a部分表面層中的分子對b部分的吸引力，f´表示右部分表面層中的分子對a部分的吸引力，這兩部分的力一定大小相等、方向相反。這種表面層中任何兩部分間的相互牽引力，促使了液體表面層具有收縮的趨勢。由於表面張力的作用，液體表面總是趨向於盡可能縮小，因此空氣中的小液滴往往呈圓球形狀。

圖2 液體表面張力示意圖
表面張力的方向和液面相切，並和兩部分的分界線垂直，如果液面是平面，表面張力就在這個平面上。如果液面是曲面，表面張力就在這個曲面的切面上。表面張力是物質的特性，其大小與溫度和界面的性質有關。表面張力f的大小跟分界線MN的長度L成正比，可寫成
f = αL （1）
系數α叫做表面張力系數，它的單位是「N/m」。在數值上表面張力系數就等於液體表面相鄰兩部分間單位長度的相互牽引力，表面張力系數與液體的溫度和純度等有關，與液面大小無關。液體溫度升高，α減小，純凈的液體混入微量雜質後，α明顯減小。

圖3 拉脫過程受力分析
普通物理實驗中測量表面張力的常用方法有拉脫法、毛細管法和最大泡壓法等。這里我們採用拉脫法，用硅壓阻力敏感測器測量液體的表面張力。具體測量方法是把一個表面清潔的鋁合金圓環吊掛在力敏感測器的拉鉤上，升高升降台使鋁合金圓環垂直浸入液體中，降低升降台，液面下降，當吊環底面與液面平齊或略高時，由於液體表面張力的作用，吊環的內、外壁會帶起一部分液體，如圖3所示。平衡時吊環重力mg、向上拉力F與液體表面張力f滿足
F=mg+fcosφ （2）
吊環臨界脫離液體時，φ=0，即cosφ=1，則平衡條件近似為
f=F-mg=α(D1+D2)π （3）
式中D1、D2分別為吊環的內徑和外徑，液體表面的張力系數為
α=(F-mg)/π(D1+D2) （4）
實驗需測出F、mg及D1和D2。
利用力敏感測器測力，首先進行硅壓阻力敏感測器定標，求得感測器靈敏度B (mV/N)，再測出吊環在即將拉脫液面時(F=mg+f)電壓表讀數U1，記錄拉脫後(F=mg)數字電壓表的讀數U2，代入式(3)得
α=(U1+U2)/Bπ(D1+D2)。 （5）
四．實驗步驟
1. 實驗准備
開機預熱15分鍾，清洗玻璃器皿和吊環；用游標卡尺分別測量吊環的內外直徑D1和D2。
2．硅壓阻力敏感測器定標
（1）將砝碼盤掛在力敏感測器的鉤上，選擇「200 mV」檔位對感測器調零定標。
（2）每次將1 g（1個）的砝碼放入砝碼盤內，分別記錄下數字電壓表的讀數，直至加到7 g為止，將數據記錄於表1中（待電壓表輸出基本穩定後再讀數）。
3．測定表面張力
在玻璃器皿內放入待測的水並安放在升降台上，將金屬吊環掛在力敏感測器的鉤上，吊環應保持水平，順時針緩慢轉動升降台使液面上升，當吊環下沿部分全部浸入液體內時，改為逆時針緩慢轉動升降台使液面下降，觀察環浸入液體中及從液體中拉起時的物理過程和現象，特別注意吊環即將拉斷液面前一瞬間的數字電壓表讀數U1和拉斷後數字電壓表讀數U2，並記錄下這兩個數值，重復上述測量過程5次，應的U1和U2記錄於表2中。
五．注意事項
（1）力敏感測器使用時用力不宜大於30 g，否則損壞感測器，砝碼應輕拿輕放。
（2 器皿和吊環經過潔凈處理後，不能再用手接觸，亦不能用手觸及液體。
（3）吊環保持水平，緩慢旋轉升降台，避免水晃動，准確讀取U1和U2。
（4）實驗結束後擦乾、包好吊環。
六．實驗數據
表1 力敏感測器定標
砝碼質量/g
1
2
3
4
5
6
7
輸出電壓/mV
根據定標公式U=B*mg，用最小二乘法確定儀器的靈敏度B， g=9.80 m/s2。
表2 測定水的表面張力系數
次數
U1/mV
U2/mV
Δ(U1-U2)/mV
α/(×10-3N/m)
1
2
3
4
5
內徑D1/mm
外經D2/mm
七．思考題
（1）還可以採用哪些方法對力敏感測器靈敏度B的實驗數據進行處理？
（2）分析吊環即將拉斷液面前的一瞬間電壓表讀數值由大變小的原因？
（3）對實驗的系統誤差和隨機誤差進行分析，提出減小誤差改進實驗的方法措施？

❷ 液體表面張力系數的測定中計算感測器靈敏度k逐差法怎麼使用

這要看你進行試驗所測試的次數。如果是偶數 ，直接分成兩組：假設是8個數據，分為（1,2,3,4）和（5,6,7,8），分別用後一組減去前一組與之相應的值，例如5-1,6-2；然後將這些差值迭加，除以4（每組有4個數據），再除以一個4（=5-1=6-2=7-3=8-4），就可以求出你所想求得，若賦予其意義，則可表示為每增加一個砝碼，讀數變化的平均值。如果實驗的次數是奇數，則只需將最中間的數重復使用即可，例如，有7組數據，1,2,3,4,5,6,7，將組分為（1,2,3,4）和（4,5,6，7）只是這時候就要除以4（每組有4個數據）,然後再除以3（=4-1=5-2=6-3=7-4），就可以了。逐差法適用的條件為自變數等間隔變化（如在絲桿或螺旋測微器上等間隔的讀取數據），且函數關系為線性。當函數關系為非線性是，不能用逐差法處理。另外，一定要記住，在運用逐差法時要將等間隔測量的數據前後對半分兩組，這樣計算的結果較為准確。

❸ 大學物理實驗，液體表面張力系數的測定。 如何用最小二乘法擬合測的硅壓阻式力敏感測器的靈敏度K 學霸

不用力敏的，您用什麼區測這個力勒？只要這個感測器的表面有一定的面積，附在液面上，往上提，測一下這個力除以這個附著面積就是張力系數。這個最簡單。

❹ 液體表面張力系數的測量中怎麼用最小二乘法計算靈敏度，△U〓K*△F,求K及線性相關系數；急急急急急！！！

在感測器掛鉤下掛一個小托盤，然後調零（目前一般使用硅擴散電阻非平衡電橋和數字電壓表組成感測器，靈敏度較高，故調零好後數字可能有跳動，需反復調整）。依次往托盤內放入500mg\1000mg\1500mg.......\3000mg小砝碼，分別讀出相應電壓值，帶入最小二乘公式（一般普物實驗第一章都有介紹，部分高中教材也有，也可以直接代入科學計算器或excel得出）求得K值。（最小二乘標准公式為y=a+bx,將質量用本地重力加速度換算成重力，作為x值，電壓作為y值，得出的b即為K值）線性相關系數r可用相同方法求得。（本實驗對靈敏度要求較高，一般當r超過0.99時才認為數據有效）

❺ 稱重感測器測力的靈敏度什麼意思怎麼算

稱重感測器的靈敏度是標稱負荷下的輸出電壓，供設計放大電路時參考。
理論上講，靈敏度越高，解析度就越高，也就是分度可以做得更精細。
在實際應用中，靈敏度還需要和線性度，穩定度，及超載極限值結合起來，判讀其是否比其它感測器精度更高，單純比較靈敏度高低沒有太大意義。

❻ 液體表面張力系數的測定中力敏感測器的靈敏度k不確定度怎麼算

不用力敏的，您用什麼區測這個力勒？只要這個感測器的表面有一定的面積，附在液面上，往上提，測一下這個力除以這個附著面積就是張力系數。這個最簡單。我還真沒想到更省事更經濟的方法。

❼ 液體表面張力系數測定儀的力敏感測器的靈敏度是多少

可以的。測量時掛不同的砝碼，其質量值為x軸，對應的數字表顯示表的值為y軸，作圖，其斜率就是靈敏度。

❽ 大學物理實驗 液體表面張力系數的測定中可以用作圖法求力敏感測器的靈敏度嗎

可以的。測量時掛不同的砝碼，其質量值為X軸，對應的數字表顯示表的值為y軸，作圖，其斜率就是靈敏度。

❾ 測力稱重感測器的靈敏度怎麼計算

一般用mV/V來表示,這個值越大靈敏度就越高,
比如用10V供電,一般輸出為20mV
靈敏度就是2mv/V.

❿ 感測器靈敏度是如何計算的

感測器靈敏度的計算：

（1）靈敏度在數值上等於輸出一輸入特性曲線的斜率。

如果感測器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度S是一個常數。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

（2）靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。

例如，某位移感測器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。當感測器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數。

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩定性也往往愈差。

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感測器靈敏度的選擇：

通常，在感測器的線性范圍內，希望感測器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利於信號處理。但要注意的是，感測器的靈敏度高，與被測量無關的外界雜訊也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。

因此，要求感測器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。

感測器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的感測器；如果被測量是多維向量，則要求感測器的交叉靈敏度越小越好。

參考資料來源：網路-感測器