中 原 工 学 院 理 学 院 教 案 专 用 纸 第 1 页 【实验题目】用霍尔位置传感器测杨氏模量 前言 在弹性线性范围内, 固体材料正应力同应变之比值称为纵向弹性模量或杨氏模量它是量度固体材料受力时变形大小的重要物理量, 它反映了固体材料的刚度, 是选定机械构件材质的依据之一 在大学物理实验中, 杨氏模量的测定是一个基本实验, 通常测量方法有用金属丝的伸长测定杨氏模量和用梁的弯曲测定杨氏模量无论用哪种方法, 若要准确测得杨氏模量, 则必须测准材料在应力作用下产生的微小位移，而微小位移的测量一般采用光杠杆、读数显微镜或螺旋测微计进行这些都是基本测量方法, 也比较直观和易于掌握, 但都不能与计算机联接进行实时检测随着科学技术的发展, 非 电 量的电 测技术在计量检测和自 动 控 制 等 方面 应用越 来 越 广泛 , 地 位与作用也越 来 越 重要，为此 用霍尔位置传感器测量微小位移,并 将 其 应用于梁的弯曲法测杨氏模量的实验中。 【实验目的】 1. 熟 习 霍尔位置传感器的特 性，学会 新 型 传感器的定标 ，不同长度值的测量方法。 2. 用读数显微镜测量黄 铜 的杨氏模量，同时对 霍尔位置传感器定标 。 3. 用霍尔位置传感器测铸 铁 的杨氏模量。 【实验仪 器】 霍尔位置传感器： 它包 括 ，N 与N 极 相 对 产生的磁 场 、霍尔位置传 感器输出信号测量仪一台（毫伏表）、金属横梁与传感器探头位于杠杆的两端。读数显微镜一个。 【实验重点】 掌握霍尔位置传感器的定标原理，及霍尔位置传感器结构、各部件的作用、调节方法以及测量方法。 【实验难点】 读数显微镜测杨氏模量与霍尔位置传感器定标的关系。 【实验原理】 1 、杨氏模量 人们在研究材料的弹性性质时，提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变△L/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即 /(/ )F SEL L E 被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。 2、梁弯曲的杨氏模量 将厚为a 、宽为b 的金属棒放在相距为l的二刀刃上，在棒上二刀刃的中点处挂上质量为M 的砝码，棒被压弯 Z，设挂砝码处下降，这时棒材的杨氏模量等...
