[实用新型]一种液体表面张力测定的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感检测领域，特别是涉及一种利用传感技术与计算机技术用于辅助液体表面张力测定的实验装置。

背景技术

目前，用于实验室液体表面张力的测量方法有：(1)传统拉脱法；(2)基于硅单晶电阻应变片与数字电压表进行测量的方法。第一种方法常用焦利秤、扭秤等，然而这些器件精度较低，稳定性不高，存在较多的不足。第二种方法可以把力信号转化为电信号，在液面下降至液膜破裂的过程中，数字电压表示数是先增大后减小的。因此在定标后，要求学生在实验过程中读出液膜断裂前瞬间数字电压表的最大示值Umax，以及液膜断裂后瞬间数字电压表的示数Umin。可以看出，这种测量方法缺少可视化。且在读取瞬间的电压示数时，存在由于学生视觉疲劳或注意力不集中而产生较大偶然误差的可能。同时，这样的实验效果只能给学生一个粗糙的感觉，没有清晰直观的感受，不利于学生对液体表面张力这一概念的理解。

本实用新型将利用传感技术以及计算机技术，制作一个用于测定液体表面张力的实验装置，从而不仅克服了上述不足，且还可以实时并清晰地向学生展示整个实验过程及其结果。采用传感技术，是因为传感器能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，是实现自动检测和自动控制的首要环节。而采用计算机技术，是因为计算机辅助教学已成为各高校教学的重要改革内容之一。计算机运算速度快，计算精度高，能自动采集、存贮和处理数据，并具有高分辨率彩色作图功能，使用方便。许多实验借助于计算机来改变原来的做法，在内容上和方法上作相应的调整与改进，可以提高物理实验的稳定性、精确度，并能有效地克服传统实验中人为因素多、直观效果不明显、费时费工等缺点。所以用传感技术以及计算机技术实现液体表面张力的测定是一种创新性方法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以在计算机上自动、实时读取并描绘由力敏传感器探测到的力信号经光电转换并放大后的电信号，从而感知液体表面张力大小的简易实验装置。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种液体表面张力测定的实验装置，该装置包括底座、支杆、固定座、样品池、金属圆环、力敏传感器、放大电路、AD采集卡和计算机，所述固定座和支杆安装在底座上，所述固定座中安装有螺杆，所述螺杆上安装有升降调节螺母，所述样品池安装在螺杆上端，所述样品池中放置待测液体，所述力敏传感器安装在支杆上部，所述力敏传感器左下端安装有弹簧，所述金属圆环安装在弹簧下端，且金属圆环下端浸于待测液体中，所述底座上还安装有底座调节螺钉，所述力敏传感器、放大电路、AD采集卡和计算机串联连接。

进一步的技术方案，所述升降调节螺母轴向固定，周向不固定。

本实用新型的有益效果是：将力敏传感器以及金属圆环位置固定，金属圆环吊挂在力敏传感器上，并浸于待测液体中。缓缓降低样品池的高度（效果相当于缓缓提起金属圆环），金属圆环就会拉出一层与液体相连的液膜。由于表面张力的作用，圆环所受向上的拉力会逐渐增大至最大值F，当超过此值时，液膜立即破裂。而力敏传感器可以实时探测到液体表面张力的这一变化过程。利用这一结果，将力敏传感器探测到的力信号经放大电路的处理变为电信号，由采集卡采集到计算机中图象显示。本实用新型所制成的实验装置操作简单，效果清晰直观，实用性强。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的一种液体表面张力测定的实验装置的结构示意图。

图2为本实用新型中放大电路的电路图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的一种液体表面张力测定的实验装置，该装置包括底座1、支杆11、固定座3、样品池6、金属圆环7、力敏传感器9、放大电路12、AD采集卡13和计算机14，所述固定座3和支杆11安装在底座1上，所述固定座3中安装有螺杆10，所述螺杆10上安装有升降调节螺母4，所述样品池610安装在螺杆10上端，所述样品池6中放置待测液体5，所述力敏传感器9安装在支杆11上部，所述力敏传感器9左下端安装有弹簧8，所述金属圆环7安装在弹簧8下端，且金属圆环7下端浸于待测液体5中，所述底座1上还安装有底座调节螺钉2，所述力敏传感器9、放大电路12、AD采集卡13和计算机14串联连接。

本实用新型的一种优选方式，所述升降调节螺母4轴向固定，周向不固定。