利用力傳感器測量液體表面張力系數

王佳美 丁益民 徐 瑤 張申落

(湖北大學物理與電子科學學院 湖北 武漢 430062)

液體表面張力系數的測量是大學物理綜合性實驗中的一個重要內容[1]．目前存在的測量液體表面張力系數的方法有靜力學法和動力學法，由于動力學法本身比較復雜，測量的精度不夠，采用此類方法成功的案例較少，實際中多采用靜力學法，如毛細管上升法、懸滴法、Wilhelmy盤法等，在大學物理實驗室常采用拉脫法來進行測量，該方法通過稱量儀器直接測量液體表面張力，測量方法直觀，但對儀器要求較高，且受人為因素影響造成的誤差較大[2]．另有較為準確的測量方法是利用焦利秤或者利用力敏傳感器張力測定儀來測量表面張力，但即便是精準的測定儀，最終獲得的結果依舊是數字信號，需要利用電壓示數來進行數據讀取，再通過給定數值的砝碼進行相對應的電壓記錄，最終結果再進行線性擬合計算獲得系數值，在此過程中需要肉眼觀察環形液膜拉斷前后一瞬間數字電壓表的數值，不可避免的存在較大誤差且過程繁瑣[3]．

為了解決當前存在的問題，將前人把力敏傳感器引入該實驗的同時，創新地結合單片機以及上位機系統，利用單片機在環形液膜拉斷前后的時間段內連續采集數據點，通過USB接口傳輸至上位機，繪制出力的大小隨時間變化的曲線圖像，簡化原實驗繁瑣定標擬合數據過程的同時，能通過上位機系統的繪制和零點矯正更為……