[实验目的]
测定斜面上下滑物体的加速度,加深对加速度的理解。
[实验器材]
DIS(位移传感器、数据采集器、计算机等)、力学轨道、小车、支架等。
[实验装置]
位移传感器在加速度测量实验中的应用
[实验原理]
用位移传感器结合计算机获得v-t图,通过图像求加速度。在v-t图像上取相距较远的两点A(t1,v1)与B(t2,v2),求出它们所在直线的斜率,即可求得加速度:
[实验步骤]
1.将位移传感器的发射器固定到小车上,接收器固定在力学轨道的顶端(木板倾斜,使小车下滑作匀加速直线运动)。调整接收器、发射器的位置,使其基本正对。将接收器与数据采集器相连,数据采集器与计算机相连,构成DIS实验系统。
2.开启数据采集器电源和位移传感器发射器的电源,点击教材专用软件主界面上的实验条目“测量运动物体的加速度”,屏上将出现“v-t”坐标。
3.将小车放到轨道高端,点击“开始记录",令其滑下。数据采集完成,点击“停止记录”,获得速度-时间图像,从点的走向可以大致看出小车速度随时间变化的规律。
4.拖动滚动条,将对应小车运动状态的v-t图线置于显示区域中间,点击“拟合”,得出速度随时间变化的曲线。
5.点击“选择区域”按钮,确定“开始点”和“结束点”,即可获得该段v-t图线对应的加速度值。
多次测量得出a的平均值。
实验结论:
[注意事项]:
位移传感器在加速度测量实验中的应用
直线位移传感器和其他的传感器一样,都有应该注意的地方,下面我们就会大家讲解一下,避免以后以后会出现一些的危险或者弊端。
问题1:直线位移传感器接线错误
直线位移传感器的三条线是不可以接错的,电源线和输出线是不可以调换的。如果上面的线接错的话,就会出现线性误差很大的情
问题2:直线位移传感器供电电源容量小
供电电源容量不足,就会造成以下的情况:熔胶的运动会使合模电子尺的显示变换,有波动,或者合模的运动会使射胶电子尺的显示波动,造成测量误差变大。如果电磁阀的驱动电源与直线位移传感器供电电源共用的时候,更容易出现这种情况。
问题3:直线位移传感器的对中性、平行度以及角度有那些要求
安装直线位移传感器的对中性需要很好,但是平行度可以允许有±0.5mm的误差,角度可以允许有±12°的误差。但是如果平行度误差和角度误差都是偏大的话,这样会出现显示数字跳动的情况。那么出现这样的情况的时候,必须要对平行度和角度进行调整了。
问题4:调频干扰和静电干扰
调频干扰和静电干扰都有可能让电子尺的显示数字跳动的。所以,电子尺的信号线与设备的强电线路要分开线槽。电子尺必须强制性地接地。信号线需要使用屏蔽线,而且电箱的一段应该跟屏蔽线接地的。如果有高频干扰的时候,通常使用万用表的电压测量就会显示正常,但是显示数字就是会跳动不停的;而出现静电干扰时,出现的情况也是跟高频干扰一样的。要证明看是否是静电干扰时,只需用一段电源线把电子尺的封盖螺丝跟机器上的某一些的金属短接起来就可以了,只要一短接起来,静电干扰就会马上消除掉。但是如果要消除掉高频干扰就很难用上面的方法了,可以试下暂停高频干扰源,看显示结果会不会更好,以此来判断是不是高频干扰的问题。
问题5:显示数据有规律地跳动,或者是没有显示数据
出现这种情况就需要检查连接线绝缘是不是出现破损的现象,并且跟机器的外壳很有规律地接触而导致的对地短路。