小小质检师——自制简易测力计

如何自制简易的PM2.5检测仪 #生活知识# #家居生活# #生活常识普及# #环保生活指南# #家居环境检测#

小小质检师——自制简易测力计

2022-02-15

阅读 3212

七（10）班 厉欣悦

一、设计原理：
       我们制作的测力计应用的原理是胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比关系，即F=KX。因此，通过弹簧形变伸长量可以测算物品所受的弹力，实验将利用弹簧、软管等材料制作一个简易测力计，并根据G=M*g公式的相关应用，完成测力计量程和刻度标记。
二、设计目标：
       通过自制测力计，了解测力计的工作原理，理解重力与质量之间的换算关系，并熟练掌握测力计的使用方法。能利用自制的测力计，准确地测量生活中小质量物品的实际重力，提升将课堂中的理论知识应用于生活实践的能力。
三、制作材料：
       弹簧1个、透明软管1根、挂钩2个、电子秤、热熔胶枪、卷尺、线团、美工胶、剪刀以及其他零配件若干。
四、制作步骤：
（一）组装测力计：
1.将手提挂钩、蓝色螺帽与弹簧组装好，效果如下图所示，并用热熔胶枪将连接处固定。

2.用红色卡纸剪出一个直径比透明软管略小的小圆片，并在中间戳出一个小孔，用作读数时的卡标，如下图所示：

3.将红色卡标套进弹簧下端挂钩处，并在挂钩处绑一根白色棉线。注意用扳手将下端挂钩夹紧，并用热熔胶枪将红色小卡标和绑线处稍加固定，以免测量时棉线从挂钩出脱离，如下图所示：

4.套上透明软管，再将棉线和弹簧穿过软管底部的白色螺帽，挂上一个挂钩，再将他们固定。那么就完成了测力计的组装，如下图所示：

（二）测量和标记测力计的量程和刻度
1.在测力计透明软管上贴上一条美工胶，用来标记刻度。

2.通过在测力计上挂重物和初步观测，估计出测力计的量程约为15N。按照重力与质量的换算公式：G=M*g，计算出几个标志性刻度（0N，1N，5N，10N，15N）对应的质量分别如下表：

3.我们选择大米作为秤量的对象（选择大米是因为大米可以方便灵活地称出想要的克数），用电子秤称出对应克数的大米，然后挂到弹簧秤下面，平视红色卡标，并在美工胶上标记对应的刻度值。

4.按照这样的规律，均匀地标出其余全部刻度。

5.至此，我们完成了测力计的制作。

五、精度测试：

为了测试我们制作的测力计是否准确，我们按照不同刻度范围，抽测了以下4组数据，其中物品实际重力G=M*g，误差=(G-G’)/G。

六、结论与分析
1.从抽测的4组数据情况可以看出，测力计在0-5N小量程的范围内误差率略高，但是在5-15N大量程范围内误差率很低。总体情况来看，该测力计准确率较好，量程达到15N，用于日常生活中测量小质量的物品非常方便，实用性较强。
2.数据误差分析，虽然测力计在设计时已经选择了弹力很小的棉线，但是仍然不能避免棉线的弹力，在测量物品时，棉线必然有些许的伸长，尤其在测量质量很小的物品时，对测量结果的误差影响会更大。这也是为什么小量程范围内误差率较高的原因。
3.后期改进，为了减小误差，对测力计进行了改良，将内部的棉线换成弹力更小的细麻线，并且刚好拉紧测力计的情况下在测力计底部挂钩处打了一个小结固定，以减小棉线弹力带来的误差。另外，由于测力计所用弹簧弹力较强，加上棉线自身的弹力和伸长带来误差，在挂上1N的物体时，测力计拉伸不明显，后期在弹簧的选择上可以再进行改进和测试。
4.综上，该测力计量程大（15N）,方便用于日常小物品的测量，实用性强，准确性较高，且外观小巧美观，成本低廉。后期将继续在精度上再做改进，以更进一步减小误差。通过测力计的制作和实验，让我们对胡克定律以及重力公式掌握得更熟练了。

发布于 2022-02-15

网址：小小质检师——自制简易测力计 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1448566

相关内容

随时关注空气质量:工程师自制Arduino空气检测器
自制墙壁小装饰简易,自制墙壁小装饰简易知识
关于汽车尾气检测简易工况法的简单介绍
空气质量检测系统设计.ppt
压力检测仪‖东兰压力检测计
关于空气质量检测的简介
压力大小测试，揭秘压力，自我压力检测与缓解策略全解析
小米手环压力检测是啥，揭秘小米手环压力检测，你的健康小助手，如何监测你的生活压力？
室内空气质量检测实验
空气小白(空气小白空气质量检测)安卓

随便看看