利用手机CMOS图像传感器测弹簧弹性系数

测量弹簧劲度系数一般有两种方法:拉伸法和简谐振动法.在传统拉伸法测量中,大多通过增减砝码来间接测量,在传统简谐振动法测量实验中,大多采用光电门对弹簧振子周期进行计时.本文主要利用智能手机CMOS图像传感器来测量简谐振动的振子位置随时间变化图像,从图像中提取周期和阻尼信息,进而得出弹簧的弹性系数.改进后,实验数据测量的标准偏差和相对误差较小,分别为0.003 7 N/m和0.26%.本实验能够详细地观察到弱阻尼简谐振动的物理图像,测量出空气和水中的弱阻尼系数.