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杨氏模量测量仪

阅读:287发布:2020-05-12

专利汇可以提供杨氏模量测量仪专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种 杨氏模量 测量仪,它包括 支撑 架, 定位 槽板,所述定位槽板固定于所述支撑架上,定位体,所述定位体滑动安装于所述定位槽板的导向槽内,并与所述下夹头固定连接,三足平台,用于调整所述三足平台处于 水 平状态的水平调节装置,用于显示所述三足平台移动距离的数值的显示装置,用于指示所述三足平台水平状态的水平指示装置,所述三足平台设有三个支撑足,其中,一个支撑足放置在所述水平调节装置上,另外的两个支撑足放置在所述定位体上。该测量仪不仅能够准确测量被测材料的杨氏模量,而且使用方便,价格低廉,非常适合作为学生的实验器材使用。,下面是杨氏模量测量仪专利的具体信息内容。

1.杨氏模量测量仪,包括
支撑架;
用于固定被测材料上端部的上夹头,所述上夹头固定于所述支撑架上;
用于固定被测材料下端部的下夹头;其特征在于:所述测量仪还包括 定位槽板,所述定位槽板固定于所述支撑架上;
定位体,所述定位体滑动安装于所述定位槽板的导向槽内,并与所述下 夹头固定连接;
三足平台;
用于调整所述三足平台处于平状态的水平调节装置;
用于读取所述三足平台移动距离的数值的数据读取装置;
用于指示所述三足平台水平状态的水平指示装置;
所述三足平台设有三个支撑足,其中,一个支撑足放置在所述水平调节 装置上,另外的两个支撑足放置在所述定位体上。
2.如权利要求1所述的杨氏模量测量仪,其特征在于:
所述水平调节装置包括
固定平台,所述固定平台固定于所述支撑架上;
螺旋测微器,所述螺旋测微器包括转动部和固定部,螺旋测微器的固定 部安装于所述固定平台上;
所述三足平台的一个支撑足放置在所述螺旋测微器的转动部上;
所述显示装置是设置在所述螺旋测微器上的刻度。
3.如权利要求1所述的杨氏模量测量仪,其特征在于:所述水平指示装置是激 光水平指示器。
4.如权利要求3所述的杨氏模量测量仪,其特征在于:所述激光水平指示器包 括
激光器
单孔光屏;
反射镜,所述反射镜设置于所述三足平台上。

说明书全文

技术领域

本实用新型涉及测量仪器技术领域,尤其涉及一种通过改变应来测量被 测材料的应变量,从而确定被测材料的弹性模量的仪器。

背景技术

杨氏模量就是弹性模量,是材料力学里的一个概念。杨(ThomasYoung1773~ 1829)是英国物理学家,1807年,提出弹性模量的定义,为了纪念他,后人称 弹性模量为杨氏模量。
目前,公知的杨氏模量测量仪有十几种,主要采用两种测量方法:静态法 和动态法。应该说各有各的长处,也各有各的缺点。动态法是将被测材料激发 成横波振动,测量出试件共振频率,然后求出杨氏模量,此种方法所需电子设 备多而繁杂,影响了学生对物理问题的理解。静态法主要是拉伸法。光学干涉 法虽然能够准确测量应变量,但成本较高。对于使用光杠杆、镜尺组测量丝 伸长量的装置,从望远镜视场中寻找标尺像成为最大难点,如果在测量过程中 碰动了镜尺组,会造成测量不准确,或者不得不重新调试仪器、重新测量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种杨氏模量测量仪,该测量仪 不仅能够准确测量被测材料的杨氏模量,而且使用方便,价格低廉,非常适合 作为学生的实验器材使用。
为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:杨氏模量测量仪,包括 支撑架;用于固定被测材料上端部的上夹头,所述上夹头固定于所述支撑架上; 用于固定被测材料下端部的下夹头;定位槽板,所述定位槽板固定于所述支撑 架上;定位体,所述定位体滑动安装于所述定位槽板的导向槽内,并与所述下 夹头固定连接;三足平台;用于调整所述三足平台处于平状态的水平调节装 置;用于读取所述三足平台移动距离的数值的数据读取装置;用于指示所述三 足平台水平状态的水平指示装置;所述三足平台设有三个支撑足,其中,一个 支撑足放置在所述水平调节装置上,另外的两个支撑足放置在所述定位体上。
其中,所述水平调节装置包括固定平台,所述固定平台固定于所述支撑架 上;螺旋测微器,所述螺旋测微器包括转动部和固定部,螺旋测微器的固定部 安装于所述固定平台上;所述三足平台的一个支撑足放置在所述螺旋测微器的 转动部上;所述显示装置是设置在所述螺旋测微器上的刻度。
其中,所述水平指示装置是激光水平指示器,所述激光水平指示器包括激 光器,单孔光屏,反射镜,所述反射镜设置于所述三足平台上。
采用了上述技术方案后,本实用新型的有益效果是:
1、彻底改变了老式杨氏模量测量仪调节困难的问题。用激光器、单孔光屏、 反射镜等器件组成一个高精度的激光水平指示器,测量之前通过调节螺旋测微 器使三足平台处于水平状态。改变砝码的重量后,被测材料的长度将发生改变, 通过调节螺旋测微器再次使三足平台回到水平状态,从螺旋测微器刻度的变化 即读取三足平台移动的距离,进而得出被测材料长度的变化。由于使用了激光 器,激光光斑很容易观察到,这使得整个调试与测量过程非常简捷直观,便于 学生明确其物理意义。
2、避免了错误数据和测量不准确的问题。由于学生不再使用镜尺组进行读 数,也不会出现类似于在测量过程中碰动了镜尺组的问题,可有效地避免错误 数据。
3、降低了仪器造价。用激光笔外加一个小的直流电源供电,既可作为激光 器使用,降低了仪器成本,使仪器造价更低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图是本实用新型实施例的结构原理示意图;
图中:A.被测材料,11.上夹头,12.下夹头,13.定位槽板,14.定位体, 21.三足平台,22.固定平台,23.螺旋测微器,231.固定部,232.转动部,233. 固定螺钉,234.支承座,24.支撑足,30.砝码,41.激光器,42.单孔光屏, 43.反射镜。

具体实施方式

如附图所示,一种杨氏模量测量仪,它包括支撑架(图中未示出),被测材 料A的上端部用上夹头11固定,被测材料A的下端部用下夹头12固定,所述 上夹头11固定于所述支撑架上,学生实验时,被测材料A通常为钢丝。
定位槽板13固定于所述的支撑架上,定位体14滑动安装于所述定位槽板 13的导向槽内,下夹头12与定位体14固定连接,砝码30挂接在定位体14上, 由于定位体14被限定在定位槽板13的导向槽内,定位体14只能上下滑动,因 此,在改变砝码的重量时,被测材料A也不会产生晃动,进而保证三足平台21 及反射镜43的稳定。
所述支撑架上还设有一个固定平台22,固定平台22用于安装螺旋测微器 23。所述螺旋测微器23包括转动部232和固定部231,支承座234和固定螺钉 233将螺旋测微器的固定部231安装于固定平台22上。螺旋测微器23的作用 是调整三足平台21处于水平状态,螺旋测微器23上设有刻度,所述刻度用来 显示三足平台21移动距离的数值,这个数值与被测材料A长度的变化是相等的。
三足平台21设有三个支撑足24,其中,一个支撑足放置在螺旋测微器的 转动部232上;另外的两个支撑足放置在定位体14上。在改变砝码的重量时, 被测材料A的长度会发生变化,这种变化会通过定位体14反映到三足平台21 上,从而改变了三足平台21的水平状态。
激光水平指示器40用于指示三足平台21是否处于水平状态。所述激光水 平指示器40包括激光器41,单孔光屏42,反射镜43,所述反射镜43设置于 三足平台21上。激光器41通过单孔光屏42中心的小孔射出激光束,激光束到 达反射镜43,反射镜43反射回来的激光束在单孔光屏42上形成光斑,根据光 斑中心与小孔的中心是否重合,来判定三足平台21是否水平。激光水平指示器 40的精度高,使用方便,激光光斑很容易观察到,这使得整个调试与测量过程 非常简捷直观,便于学生明确其物理意义。当然,如果在三足平台21上设置气 泡,也能达到指示水平状态的作用,只不过测量精度无法与激光水平指示器相 媲美。
工作原理:
测量之前,先调节三足平台21水平,此时,由反射镜43反射回来的光斑 中心与单孔光屏42的小孔中心重合。加(减)砝码后被测材料A的长度改变, 三足平台21一端下降(或上升),三足平台21不再水平,光斑中心上升(或下 降),通过调整螺旋测微器23使三足平台21的另一端下降(或上升),光斑中 心又回到与单孔光屏42的小孔中心重合的位置,三足平台21再一次水平。从 螺旋测微器23刻度的变化即可得出被测材料A长度的变化。根据所加砝码的质 量计算拉力,再用螺旋测微器测钢丝直径,米尺测钢丝长度,即可计算出被测 材料A的杨氏模量。
本实用新型不局限于上述具体的实施方式,实际上,本实用新型所揭示的 杨氏模量测量仪包含了一种测量长度微小改变的方法,与公知技术相比,此方 法更简捷、更准确。它不仅适用于测量钢丝拉伸、金属棒热膨胀等长度微小改 变,也可以用于测量物体位置沿直线的微小位移,只要正确设计水平指示装置 的指示状态,并用水平调节装置调节三足平台的水平状态,通过测量三足平台 在水平指示装置两次相同指示状态之间平移的距离,就能确定物体沿直线移动 的微小位移。
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