液体表面张力力敏传感器灵敏度怎么算

❶ 简述液体表面张力实验中传感器灵敏度B的含义及求解方法

用硅压阻力敏传感器测定液体表面张力系数
一．实验目的
1．了解液体表面张力的性质，掌握拉托法测定液体表面张力的原理。
2．学习硅压阻力敏传感器的物理原理，测定水等液体的表面张力系数。
二．实验仪器

图1 表面张力系数测定仪
WBM-1A型液体表面张力测定仪、游标卡尺
三．实验原理（缺两张图）
表面张力是分子力的一种表现，它发生在液体和气体接触的边界部分，是由表面层的液体分子处于特殊情况决定的。液体内部的分子和分子之间几乎是紧挨着的，分子间经常保持平衡距离，稍远一些就相吸，稍近一些就相斥，这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散，而只能在平衡位置附近振动和旋转。在液体表面附近的分子，由于上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，这种收缩力称为表面张力。表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小，在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。如果在液体表面上任意划一条分界线MN把液面分成a、b两部分(如图2所示)，f表示a部分表面层中的分子对b部分的吸引力，f´表示右部分表面层中的分子对a部分的吸引力，这两部分的力一定大小相等、方向相反。这种表面层中任何两部分间的相互牵引力，促使了液体表面层具有收缩的趋势。由于表面张力的作用，液体表面总是趋向于尽可能缩小，因此空气中的小液滴往往呈圆球形状。

图2 液体表面张力示意图
表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，如果液面是平面，表面张力就在这个平面上。如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上。表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面的性质有关。表面张力f的大小跟分界线MN的长度L成正比，可写成
f = αL （1）
系数α叫做表面张力系数，它的单位是“N/m”。在数值上表面张力系数就等于液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力，表面张力系数与液体的温度和纯度等有关，与液面大小无关。液体温度升高，α减小，纯净的液体混入微量杂质后，α明显减小。

图3 拉脱过程受力分析
普通物理实验中测量表面张力的常用方法有拉脱法、毛细管法和最大泡压法等。这里我们采用拉脱法，用硅压阻力敏传感器测量液体的表面张力。具体测量方法是把一个表面清洁的铝合金圆环吊挂在力敏传感器的拉钩上，升高升降台使铝合金圆环垂直浸入液体中，降低升降台，液面下降，当吊环底面与液面平齐或略高时，由于液体表面张力的作用，吊环的内、外壁会带起一部分液体，如图3所示。平衡时吊环重力mg、向上拉力F与液体表面张力f满足
F=mg+fcosφ （2）
吊环临界脱离液体时，φ=0，即cosφ=1，则平衡条件近似为
f=F-mg=α(D1+D2)π （3）
式中D1、D2分别为吊环的内径和外径，液体表面的张力系数为
α=(F-mg)/π(D1+D2) （4）
实验需测出F、mg及D1和D2。
利用力敏传感器测力，首先进行硅压阻力敏传感器定标，求得传感器灵敏度B (mV/N)，再测出吊环在即将拉脱液面时(F=mg+f)电压表读数U1，记录拉脱后(F=mg)数字电压表的读数U2，代入式(3)得
α=(U1+U2)/Bπ(D1+D2)。 （5）
四．实验步骤
1. 实验准备
开机预热15分钟，清洗玻璃器皿和吊环；用游标卡尺分别测量吊环的内外直径D1和D2。
2．硅压阻力敏传感器定标
（1）将砝码盘挂在力敏传感器的钩上，选择“200 mV”档位对传感器调零定标。
（2）每次将1 g（1个）的砝码放入砝码盘内，分别记录下数字电压表的读数，直至加到7 g为止，将数据记录于表1中（待电压表输出基本稳定后再读数）。
3．测定表面张力
在玻璃器皿内放入待测的水并安放在升降台上，将金属吊环挂在力敏传感器的钩上，吊环应保持水平，顺时针缓慢转动升降台使液面上升，当吊环下沿部分全部浸入液体内时，改为逆时针缓慢转动升降台使液面下降，观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象，特别注意吊环即将拉断液面前一瞬间的数字电压表读数U1和拉断后数字电压表读数U2，并记录下这两个数值，重复上述测量过程5次，应的U1和U2记录于表2中。
五．注意事项
（1）力敏传感器使用时用力不宜大于30 g，否则损坏传感器，砝码应轻拿轻放。
（2 器皿和吊环经过洁净处理后，不能再用手接触，亦不能用手触及液体。
（3）吊环保持水平，缓慢旋转升降台，避免水晃动，准确读取U1和U2。
（4）实验结束后擦干、包好吊环。
六．实验数据
表1 力敏传感器定标
砝码质量/g
1
2
3
4
5
6
7
输出电压/mV
根据定标公式U=B*mg，用最小二乘法确定仪器的灵敏度B， g=9.80 m/s2。
表2 测定水的表面张力系数
次数
U1/mV
U2/mV
Δ(U1-U2)/mV
α/(×10-3N/m)
1
2
3
4
5
内径D1/mm
外经D2/mm
七．思考题
（1）还可以采用哪些方法对力敏传感器灵敏度B的实验数据进行处理？
（2）分析吊环即将拉断液面前的一瞬间电压表读数值由大变小的原因？
（3）对实验的系统误差和随机误差进行分析，提出减小误差改进实验的方法措施？

❷ 液体表面张力系数的测定中计算传感器灵敏度k逐差法怎么使用

这要看你进行试验所测试的次数。如果是偶数 ，直接分成两组：假设是8个数据，分为（1,2,3,4）和（5,6,7,8），分别用后一组减去前一组与之相应的值，例如5-1,6-2；然后将这些差值迭加，除以4（每组有4个数据），再除以一个4（=5-1=6-2=7-3=8-4），就可以求出你所想求得，若赋予其意义，则可表示为每增加一个砝码，读数变化的平均值。如果实验的次数是奇数，则只需将最中间的数重复使用即可，例如，有7组数据，1,2,3,4,5,6,7，将组分为（1,2,3,4）和（4,5,6，7）只是这时候就要除以4（每组有4个数据）,然后再除以3（=4-1=5-2=6-3=7-4），就可以了。逐差法适用的条件为自变量等间隔变化（如在丝杆或螺旋测微器上等间隔的读取数据），且函数关系为线性。当函数关系为非线性是，不能用逐差法处理。另外，一定要记住，在运用逐差法时要将等间隔测量的数据前后对半分两组，这样计算的结果较为准确。

❸ 大学物理实验，液体表面张力系数的测定。 如何用最小二乘法拟合测的硅压阻式力敏传感器的灵敏度K 学霸

不用力敏的，您用什么区测这个力勒？只要这个传感器的表面有一定的面积，附在液面上，往上提，测一下这个力除以这个附着面积就是张力系数。这个最简单。

❹ 液体表面张力系数的测量中怎么用最小二乘法计算灵敏度，△U〓K*△F,求K及线性相关系数；急急急急急！！！

在传感器挂钩下挂一个小托盘，然后调零（目前一般使用硅扩散电阻非平衡电桥和数字电压表组成传感器，灵敏度较高，故调零好后数字可能有跳动，需反复调整）。依次往托盘内放入500mg\1000mg\1500mg.......\3000mg小砝码，分别读出相应电压值，带入最小二乘公式（一般普物实验第一章都有介绍，部分高中教材也有，也可以直接代入科学计算器或excel得出）求得K值。（最小二乘标准公式为y=a+bx,将质量用本地重力加速度换算成重力，作为x值，电压作为y值，得出的b即为K值）线性相关系数r可用相同方法求得。（本实验对灵敏度要求较高，一般当r超过0.99时才认为数据有效）

❺ 称重传感器测力的灵敏度什么意思怎么算

称重传感器的灵敏度是标称负荷下的输出电压，供设计放大电路时参考。
理论上讲，灵敏度越高，分辨率就越高，也就是分度可以做得更精细。
在实际应用中，灵敏度还需要和线性度，稳定度，及超载极限值结合起来，判读其是否比其它传感器精度更高，单纯比较灵敏度高低没有太大意义。

❻ 液体表面张力系数的测定中力敏传感器的灵敏度k不确定度怎么算

不用力敏的，您用什么区测这个力勒？只要这个传感器的表面有一定的面积，附在液面上，往上提，测一下这个力除以这个附着面积就是张力系数。这个最简单。我还真没想到更省事更经济的方法。

❼ 液体表面张力系数测定仪的力敏传感器的灵敏度是多少

可以的。测量时挂不同的砝码，其质量值为x轴，对应的数字表显示表的值为y轴，作图，其斜率就是灵敏度。

❽ 大学物理实验 液体表面张力系数的测定中可以用作图法求力敏传感器的灵敏度吗

可以的。测量时挂不同的砝码，其质量值为X轴，对应的数字表显示表的值为y轴，作图，其斜率就是灵敏度。

❾ 测力称重传感器的灵敏度怎么计算

一般用mV/V来表示,这个值越大灵敏度就越高,
比如用10V供电,一般输出为20mV
灵敏度就是2mv/V.

❿ 传感器灵敏度是如何计算的

传感器灵敏度的计算：

（1）灵敏度在数值上等于输出一输入特性曲线的斜率。

如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

（2）灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。

例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。

提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。

(10)液体表面张力力敏传感器灵敏度怎么算扩展阅读

传感器灵敏度的选择：

通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。

因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。

传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

参考资料来源：网络-传感器