于 瑶，翁永志，袁同安，叶 超

（三江学院a.物理教研室；b.电气与自动化工程学院；c.机械工程学院，江苏 南京201012）

1 引 言

在一个圆柱形密闭腔中加热气体，热空气上升，冷空气下降，气体形成对流.这种对流的气体具有摆的特性［1］.加速度传感器的工作原理正是利用了气体的这种特性，当密闭腔静止时，腔内的温度场对称分布，在腔内基准面上对称位置设置的2个温度传感器之间应该没有温差，但是当密闭腔沿着基准面方向运动时，气流在运动的方向上发生形变，2个温度传感器之间就有温差，这个温差的变化和加速度之间存在的关系正是本文要探索的问题.这个以学生为主，进行具有探索与研究性质的实验，经过学习原理、选择材料、制作传感器、实验操作并通过作图的方法找出变化量之间的关系的全过程，有助于开拓学生的思维，提高学生的动手实践能力，使学生变被动学习为主动学习.

2 实验原理

气体摆的工作介质是气体分子，敏感元件是热敏金属丝.

在圆柱形金属管内，将2根热敏金属丝r1和r2沿管中心轴线对称的位置置于管内，如图1（a）所示.金属管两头密封，内部形成密闭腔，只留出4根热敏丝作引出线，如图1（b）所示.

图1 传感器示意图

给r1和r2通电，使之发热成为密闭腔中的热源，在密闭腔中，靠近热源处的气体由于温度高而向上流动，聚集在管壁附近的气体因为温度低、密度大，受重力场的作用向下流动，气体在垂直向上的方向形成了自然对……