实验压电陶瓷电致伸缩系数的测量专业___________________ 学号___________________ 姓名___________________一、预习
要点
综治信访维稳工作要点综治信访维稳工作要点2018综治平安建设工作要点新学期教学工作要点医院纪检监察工作要点
1.了解迈克尔逊干涉仪的工作原理与调节使用方法,应该如何调整电致伸缩实验仪的光路系统;2.压电陶瓷电致伸缩系数与哪些物理量有关?3.了解一元线性回归(直线拟合)与最小二乘法原理;4.了解EXCEL作图方法。二、实验内容1.调节电源输出,观测压电陶瓷的电致伸缩效应现象,
记录
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并画出压电陶瓷的n-U曲线(两条曲线:升压过程和降压过程);2.用线性回归法求准线性区域的电致伸缩系数。三、实验注意事项1.电致伸缩实验仪是精密光学仪器,使用前必须先弄清楚使用方法,然后再动手调节;2.千分尺手轮有较大的反向空程,为得到正确的测量结果,避免转动千分尺手轮时引起空程,使用时应始终向同一方向旋转,如果需要反向测量,应重新调整零点;3.压电陶瓷的电致伸缩现象与磁滞回线相似,也有迟滞现象,测量中,要缓慢地增加电压,等到条纹稳定后再读数,电压逐渐减小时,再读一次数。四、数据处理要求1.运用EXCEL作n-U曲线,作升压图和降压图。2.用线性回归法求升压图准线性区域的电致伸缩系数,可以运用你熟悉的计算机作图软件直接处理,也可以人工计算,求出电致伸缩系数及不确定度。【参考公式】选择准线性区域的八个测量数据,求电致伸缩系数
标准
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表达式的计算过程:b=U2−U2Un−U⋅n,r=(U2−U2)(n2−n2)Un−U⋅n,σn=N(N−2)(1−r2)Un,σb=N(U2−U2)σn用已知δ=1.388×10-3m,L=1.400×10-2m和半导体激光器光波波长λ=350nm代入αˉ=2Lλˉbδ,求得锆钛酸铅压电陶瓷的伸缩系数α。因为待求量个数为2,N=8,则自由度v=N-2=6,当置信概率P=0.95时,置信因子tP=2.37,所以α测量不确定度的A类分量为σα=NtP(bσbα),则α=α±σα【EXCEL画图方法】Excel中自动拟合曲线的方法:以U为横坐标,n为纵坐标,作n—U曲线,其斜率就是b。用Excel对n—U数据按公式n=abU进行直线拟合,在Excel中将选中需要拟合的正向电压和正向电流数据,依次点击Excel程序菜单插入——图表——标准类型——xy散点图——子表类型——无数据点平滑散点图——下一步,出现数据区域、系列选项,在数据区域选项中,可根据实际的数据区域的排列,选择行或列;在系列选项中可填入不同系列的代号,如该曲线测量时的电压值;点击下一步,出现图标选项,在标
题
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项中,可填入图标标题、数值(X)轴、数值(Y)轴内容,如n-U曲线图、U(V)、n,在网格线项中,可选择主要网格线、次要网格线;点击下一步,可完成曲线的图表绘制。完成后的图标,如果需要更改,还可以继续设置。双击图标区域,在弹出的绘图区格式中,可以选择绘图区的背景色;双击坐标轴,在弹出的坐标轴格式框中,可设置坐标轴的刻度、起始值等,可根据需要自行设置。完成以上设置后,在已产生图表中,右键单击数据曲线,在右键菜单中,在添加趋势线时,在类型菜单中选择线性(L)即可。五、原始数据记录
表格
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组号________同组人姓名____________________成绩__________教师签字_______________表1升压过程n-U的测量数据n0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0U/Vn11.012.013.014.015.016.017.018.019.020.021.0U/Vn22.023.024.025.026.027.028.029.030.031.032.0U/V表2降压过程n-U的测量数据n0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0U/Vn11.012.013.014.015.016.017.018.019.020.021.0U/Vn22.023.024.025.026.027.028.029.030.031.032.0U/V六、思考题什么叫压电效应?电致伸缩与逆压电效应有何异同?