基于DIS傳感器探究液壓傳遞特點的實驗裝置

陳劍峰

(莆田第二中學，福建 莆田 351131)

目前在在講授“液體壓強的應用——液體壓強傳遞的特點”內容時，教師通常會采用理論推導或直接灌輸給學生結論，學生缺乏感知，不易接受，以至于死記硬背，課堂效果差.

1 實驗材料及制作方法

利用DIS傳感器自制的液體壓強傳遞特點探究裝置原理圖如圖1所示，實物圖如圖2所示.

圖1 液體壓強傳遞特點的探究裝置原理圖

圖2 液體壓強傳遞特點的探究裝置實物圖

實驗材料：DIS壓強傳感器、計算機、不同規格的注射器若干、點滴導管、有機玻璃板等.

制作方法：

1)根據兩注射器(150 mL，100 mL)橫截面積及螺絲尺寸，利用雕刻機切出注射器固定孔，組裝成70 cm×35 cm×20 cm的長方體主體.

2)利用手電鉆在固定壓強傳感器及采集器的位置打好孔.

3)在100 mL注射側面開1個小孔，將1 mL注射器的頭尾裁掉，一端從側孔插入至100 mL注射器的中間位置，利用熱熔膠密封固定. 再在150 mL注射器側面不同位置開3個孔，將3根1 mL,1 mL,2.5 mL注射器的頭尾裁掉，其一端均從側孔插入至150 mL注射器的中間位置，利用熱熔膠密封固定.

4)將壓強傳感器及采集器固定在長方體主體支架上，利用膠管將100 mL和150 mL注射器對接，將壓強傳感器與2個大注射器的側支相連，保持密封.

5)將150 mL注射器的推桿頂端打孔，利用細線穿孔后固定在長方體主體支架的側面.

2 操作步驟

1)左右兩注射器吸適量水(排空里面的氣體),對接；

2)利用數據線連接壓強傳感器、采集器以及電腦；

3)調節傳感器與支管的對接深度微調壓強，控制1～4通道上壓強傳感器初始壓強相等；

4)在一側推桿施加力，另一側手掌感受到壓迫感，體驗液壓傳遞；

5)將右推桿固定，給左右注射器推桿各施加適當推力，穩定后分別記錄1～4通道上壓強傳感器的示數；

6)適當增加推力，重復多次實驗；

7)分析得出結論.

3 實驗數據及分析

利用DIS傳感器自制的液體壓強傳遞特點的探究裝置測得的實驗數據如表1所示.

表1 液壓傳遞數據

在一側推桿施加力的作用，同側的壓強傳感器實時測量其壓強的變化，同時另一側的注射器所連的3個壓強傳感器通道的數據也增加了，可以說明加在密閉液體的上的壓強是可以傳遞的. 同時對比數據發現，另一側的注射器上的多方向的壓強數據均變大，可進一步說明加在密閉液體的上的壓強可以向各個方向傳遞. 進一步分析數據可知，每次改變加在密閉液體上的壓強(施加推桿不同的力)，發現4通道的壓強傳感器液壓傳遞的增加量相同，即可以說明加在密閉液體的上的壓強，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞.

由此可知：加在密閉液體的上的壓強，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞.