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文档简介

1、2013年大学生物理实验竞赛项目说明书参赛学院 参赛题目 组队成员 参赛题目负责人姓名性别出生年月专业年级手机，email队员姓名性别出生年月专业年级设计原理与方法： 1，固体受热（冷）后，在一维方向上的膨胀叫线膨胀，在相同条件下，不同材料的固体其线膨胀不同，本实验中通过线胀系数较大的塑料棒或金属棒的线性膨胀来表明物体物理的冷热程度。2，固体线胀系数的有关原理 由 =l（l×t） 则 t=l（l×） 其中l为t=0时的长度，l为固体的长度增量，即本实验运算放大器所测。3,用运算放大器设计一电路实现微小电压信号的放大，进而进行校准以便以后运用它来测量一定长度的微小变化。在一定

2、的放大比情况下，将一小信号放大到一定的倍数。如此一来，当信号电压发生一小变化的情况下，电路输出电压会发生一较大的变化，从而达到感知微小电压信号变化的功能。在本实验中我们采用受外界环境影响比较小的电压作为信号的传递媒介来测量（固体）一定长度的微小变化。 信号采集部分的电路图 信号放大电路图4.装置连接，将固体置于工作台上加以固定，周围用传热材料封装，将运算放大器与预先编程电脑程序相连进行数据处理，直接从电脑或显示器连接输出被测温度。实验仪器与装置:运算放大器，电子显示器，柱形金属棒或塑料棒，标准数字温度计，运算器，游标卡尺，固定装置，热传递装置，导线若干；可行性分析: 本实验中，原理简单且容易实

3、现，实验中用塑料或金属作为温度衡量的材料，线胀系数大，长度变化明显，通过电子放大器测量该固体的微小长度变化，所以测量范围广。采集信号后，送人运算器（已预先编辑公式t=l（l×），通过电子显示器连接直接显示温度数值。 装置连接好后，与标准数字温度计在测温范围内进行校准，得到温度的准确值，即可测量环境中的温度。数据测量与分析:其中定值=x×10-6-1，只与材料有关，l由游标卡尺测得，故，l直接在编辑运算器时输入；本实验的关键是固体微小长度的变化，而我们运用运算放大器对电信号的放大作用来测量长度的微小变化，正是因为传统测量工具存在的上述原因以及电信号存在的优越性。图工作台上的是待测的元件，元件上面是采集信号的电容器。结论：实验中利用线胀系数较高的塑料或金属作为测温装置的冷热程度衡量对象，在温度的变化时，可有明显的线性膨胀。通过运算放大器捕捉处理信号，得出固体在该温度下的微小长度变化，进而运用运算器处理得出被测温度。此装置由于高线胀系数的塑料或熔点较高的金属材料故而灵敏度高，测量范围广，可广泛用于工农业生产，科学研究及娱乐活动中。制作成本（明细）：1.直接的材料成本:运算放大器1.5-2.7元

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