[全息照相实验报告]全息照相与全息干涉法实验的误差分析与改进方法-研究性实验报告.doc

[全息照相实验报告]全息照相与全息干涉法实验的误差分析与改进方法-研究性实验报告 导读：就爱阅读网友为大家分享了多篇关于“全息照相实验报告”资料，内容精辟独到，非常感谢网友的分享，希望从中能找到对您有所帮助的内容。 相关资料一 : 全息照相与全息干涉法实验的误差分析与改进方法-研究性实验报告 实验使用的钢尺仪器误差限?仪?0.5mm，对应的B类不确定度为ub? x1????0.288675mm 本次实验时，鉴于教室温度较低，由于温度的影响，钢尺在使用中 会产生一定的变形而产生误差。本实验钢尺长20cm，钢尺的线膨胀系数为1.25?10m/mK，室温为9.1，资料表明，在温度的影响下，钢尺长lt满足一下方程： 15 ?5 全息照相实验报告 全息照相与全息干涉法实验的误差分析与改进方法-研究性实验报告 北京航空航天大学基础物理实验研究性报告 lt?l0??l??(t?t0)l0 式中 l0为钢尺名义长度，?l为尺长改正数，?为线膨胀系数，t与t0为钢尺检定时温度和测量时温度，t0为20度，由上式计算出钢尺由于温差引起的B 类不确定度为1.25?10?(20?9.1)?0.2?1000?0.0157328mm 计算可知由于温度的影响而对尺长产生的误差很小。[］此误差作用到各个刻度上，则引起的误差更小，可以忽略。 2、 偶然误差： 本实验要求测量各级明纹的中心处坐标，而由于人的视觉的局限，做到完全测量精准十分困难，因此存在不少的偶然误差。也是本实验最重要 的误差来源。 对于测量误差，可以使用多次测量取平均值的方法减小误差。 （2）理论公式近似误差。 理论计算中，对于表达式E?Fyx2 6Jk?(3L?x)(cos??cos?)?5α、β均以 ， 近似为0计算。这就产生了一定的系统误差。实际上α、β均不为零，只是由于二者值极小，取0近似计算时产生的误差不大。 从分析的角度看，一般α、β的值不超过2度，那么公式引起的误差约为（令?????????3）： ?E?E????(3L?x)sin????0.056949Gpa3??k?bh 从结果看，此误差很小，对实验结果影响不大，可以忽略。 （3）铝板安装的方位误差。 4Fyx2 实验要求铝板竖直放置，并且要求施力方向与梁轴线方向垂直，但实际上很难严格控制，加载时难免有些许偏差，这样梁实际上处于弯压组合变形状态，实际给悬臂梁垂直于轴线方向的力为Fycos?，假设加力方向有2度偏角，如果继续按照经典梁位移公式计算，则引起的误差约为： 16 全息照相实验报告 全息照相与全息干涉法实验的误差分析与改进方法-研究性实验报告 北京航空航天大学基础物理实验研究性报告 ?E?4Fyx2 k?bh3(3L?x)(1?cos2)?E(1?cos2)?0.040936Gpa 此误差同样相对较小，实验时尽量做到安装合适即可。 （4）理论误差。 实验中将铝板作为梁，并用梁的相关公式计算结果。 材料力学中，对梁的定义是主要承受弯矩，且轴向尺寸远大于截面尺寸的受力构件，梁可以用二维模型描述。 本实验中所用的铝合金板底面尺寸远大于其厚度（宽度b=40.5mm，厚度h=1.7mm，bh?20），从材料力学角度，本铝板应该算作板而不是梁，对其精确求解应使用板壳理论或有限元理论，而本实验中仍然采用经典梁位移公式，会引入一定的误差。 此处可以使用有autoCAD对实验用铝板进行简单建模分析。 由软件分析计算可知自由端处位移值最大，为0.0147mm，按照经典梁位移公式计算出的最大位移为： ymaxPL30.1519?0.07013?12?5??m?1.4815?10m?0.014815mm393EI3?71?0.0405?0.0017?10 二者之间的相对误差约0.78%。 从软件分析结果看，端部应力最大，产生应力集中，对于全息干涉图的条纹会产生影响，在autoCAD中可以读出最大应力为560.131kPa，按照悬臂梁公式，最大正应力为 PL0.1519?0.0701?6?3?m???10kPa?545.841kPa 2Wz0.0405?0.0017 二者之间的相对误差为2.5%。 由仿真模拟可知，在本次小载荷作用下，本实验使用梁弯曲的公式计算会产生误差，但是误差不大。 2、 改进建议 1) 由上述误差分析可知，本实验最大的误差来源是测量产生的偶然误差，但是 17 全息照相实验报告 全息照相与全息干涉法实验的误差分析与改进方法-研究性实验报告 北京航空航天大学基础物理实验研究性报告 实验中并未要求使用多次测量取平均值的方法减小此误差，而且本实验完成较快，应该在测量中对各级条纹采用多次测量，并且取平均值。[］ 2) 保证拍摄系统的稳定性。 在曝光过程中，必须保证拍摄系统的移动不得超过干涉条纹间距的1/4，全息台