磁懸浮導軌上的力學實驗誤差分析

李爽 周曉紅 胡永金 毛書哲

摘 要

磁懸浮實驗套裝在一定程度上普及了磁懸浮技術的應用，但是由于儀器設計的自身限制，使得實驗誤差比較大，文章在分析了引起實驗誤差的基礎上，既對實驗指導提出了可行性意見，又在儀器研發的設計上給出了合理的建議。

關鍵詞

磁懸浮;DHSY-1型;誤差分析;儀器改進

中圖分類號： P204 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 18 . 12

隨著科技的發展，磁懸浮技術的應用越來越廣泛，為了使學生在物理實驗學習中了解并掌握磁懸浮技術，我校大學物理實驗教學中心引入了磁懸浮實驗儀器套裝，開設相關的力學實驗，取得了一定的教學效果。但是在實驗過程中，也發現該磁懸浮儀器套裝在設計上有一定的局限性，在數據測量中存在一定的誤差。

1 儀器介紹

本實驗室采用的磁懸浮儀器套裝是DHSY-1型，實驗裝置如圖1所示，有導軌、滑塊、光電門、計數器等配件組成，導軌主體部分呈槽軌狀。此儀器套裝采用的是最基本的永磁懸浮技術，即在槽軌底部的中心軸線嵌入一層永磁體（釹鐵硼NdFeB磁鋼），同時在滑塊的底部安裝同極性的磁鋼，形成兩組帶狀磁場，如下圖2所示。滑塊與導軌是同極性磁鐵，上下之間產生斥力，使滑塊浮起來，避免相互接觸，從而減少了運動的阻力此外，滑塊在導軌槽內滑行，為了減小與兩側擋板摩擦，在滑塊的兩側設計有滑輪。

2 誤差分析與儀器設計

2.1 滑輪與兩側擋板間的摩擦

滑塊在導軌內運行時，為了保證滑塊在運行過程中不發生傾斜，處于穩定狀態，必須使其與兩側擋板接觸。……