專利名稱：磁致伸縮測(cè)量?jī)x的制作方法
磁致伸縮測(cè)量?jī)x所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種磁致伸縮效應(yīng)測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
鐵磁物質(zhì)在磁場(chǎng)中被磁化時(shí)，由于磁疇的取向排列改變，引起材料晶格常數(shù)的改變，從而會(huì)使材料長(zhǎng)度和體積發(fā)生微小的變化，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應(yīng)。一般磁致伸縮材料的磁致伸縮系數(shù)約為10_5量級(jí)，高磁致伸縮材料的系數(shù)約為10_3量級(jí)，磁致伸縮量的數(shù)值隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加，最后達(dá)到飽和值。磁致伸縮效應(yīng)是一個(gè)非常有用的材料特性，自1842年物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)這個(gè)效應(yīng)以來，其用途越來越廣泛，成為許多精密計(jì)量、測(cè)試以及自動(dòng)控制儀器的基本要素。磁致伸縮效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)是大學(xué)生普遍喜歡的實(shí)驗(yàn)。因所用鎳絲在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的伸縮量很小，用一般長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器或一般方法是難以準(zhǔn)確測(cè)量的， 因而難以準(zhǔn)確測(cè)出其變化量，現(xiàn)在常用平面反射鏡光杠桿法來放大鎳絲的微小伸縮量，但其測(cè)量精確性很差，所以只能進(jìn)行以定性觀察為主的演示性實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服平面反射鏡光杠桿法放大鎳絲磁致伸縮效應(yīng)難以精確測(cè)量的問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種磁致伸縮測(cè)量?jī)x，可以精確測(cè)量鎳絲的磁致伸縮量。本發(fā)明解決平面反射鏡光杠桿法放大鎳絲磁致伸縮效應(yīng)難以精確測(cè)量問題的技術(shù)方案是，磁致伸縮測(cè)量?jī)x的上橫梁、上連接桿、鎳絲、下連接桿、滑塊和導(dǎo)軌機(jī)械連接，鎳絲外套絕緣導(dǎo)電螺線管，導(dǎo)電螺線管和無級(jí)調(diào)結(jié)電源電連接，劈尖下板用膠水粘接在滑塊上端面，劈尖上板固定在上板座上，半透半反射鏡固定在鏡座上，讀數(shù)顯微鏡放在鏡座平面上，可以自由調(diào)節(jié)其方位以便觀察半透半反射鏡反射過來的劈尖干涉圖象，半導(dǎo)體擴(kuò)束激光器固定在激光器座上，激光穿過半透半反射鏡，經(jīng)劈尖上、下板反射回到半透半反射鏡再反射到讀數(shù)顯微鏡中，劈尖形成的等厚干涉圖象就會(huì)出現(xiàn)在讀數(shù)顯微鏡視場(chǎng)中，調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡至觀察到清晰的干涉圖象，改變無級(jí)調(diào)節(jié)電源的輸出值，絕緣螺線管中的磁場(chǎng)就會(huì)發(fā)生變化，鎳絲出現(xiàn)磁致伸縮效應(yīng)的變化，帶動(dòng)滑塊和劈尖下板產(chǎn)生位移，導(dǎo)致劈尖的等厚干涉條紋移動(dòng)，只要從讀數(shù)顯微鏡中數(shù)出干涉條紋移動(dòng)的條數(shù)N，激光波長(zhǎng)e是事先選定的，代入劈尖等厚干涉厚度差公式L = Ne/2n(式中L——鎳絲的磁致伸縮效應(yīng)的長(zhǎng)度變化量，η——?jiǎng)诩庵薪橘|(zhì)折射率，空氣的折射率常取1，故上式可寫為L(zhǎng) = Ne/2)，就可計(jì)算出鎳絲的磁致伸縮量。本發(fā)明的益處是測(cè)試者可以用讀數(shù)顯微鏡直接觀測(cè)劈尖等厚干涉條紋移動(dòng)數(shù)目， 進(jìn)而計(jì)算出鎳絲的長(zhǎng)度變化量，使磁致伸縮效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度大大提高。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。圖1是磁致伸縮測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是劈尖等厚干涉測(cè)量裝置示意圖。圖中，1，底座，2，滑塊，3，固定螺釘，4，導(dǎo)軌，5，導(dǎo)線，6，鎳絲固定組件，7，絕緣導(dǎo)電螺線管，8，無級(jí)調(diào)節(jié)電源，9，儀器立柱，10，上橫梁，11，上連接桿，12，半導(dǎo)體擴(kuò)束激光器， 13，激光器座，14，半透半反射鏡，15，鏡座螺釘，16，讀數(shù)顯微鏡，17，上板座，18，鏡座，19，鎳絲，20，劈尖上板，21，劈尖下板，22，下連接桿，23，等厚干涉條紋。
具體實(shí)施例方式在圖1中，上橫梁(10)、上連接桿(11)、鎳絲(19)、下連接桿(22)、滑塊(2)和導(dǎo)軌⑷機(jī)械連接，鎳絲(19)與上、下連接桿用鎳絲固定組件(6)緊固，滑塊(2)和導(dǎo)軌(4) 滑動(dòng)配合，鎳絲(19)外套絕緣導(dǎo)電螺線管(7)，導(dǎo)電螺線管(7)和無級(jí)調(diào)結(jié)電源(8)電連接，劈尖下板(21)用膠水粘接在滑塊(2)的上端面，劈尖上板(20)固定在上板座(17)上， 半透半反射鏡(14)固定在鏡座(18)上，讀數(shù)顯微鏡(16)放在鏡座(18)平面上，半導(dǎo)體擴(kuò)束激光器(12)固定在激光器座(13)上，激光穿過半透半反射鏡(14)，經(jīng)劈尖上板(20)、劈尖下板(21)反射回到半透半反射鏡(14)再反射出來，調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡(16)，就可以清楚地觀察到劈尖形成的等厚干涉圖象(23)，改變無級(jí)調(diào)節(jié)電源(8)的輸出值，絕緣螺線管(7) 中的磁場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生變化，鎳絲(19)出現(xiàn)磁致伸縮效應(yīng)的變化，帶動(dòng)滑塊(2)和劈尖下板(21)產(chǎn)生位移，導(dǎo)致劈尖的等厚干涉條紋移動(dòng)，只要從讀數(shù)顯微鏡(16)中數(shù)出干涉條紋移動(dòng)的條數(shù)，代入劈尖等厚干涉厚度差公式就可計(jì)算出鎳絲的磁致伸縮量。
權(quán)利要求
1.一種磁致伸縮測(cè)量?jī)x，主要由鎳絲、滑塊、導(dǎo)軌、螺線管、電源、劈尖板、半透半反射鏡、讀數(shù)顯微鏡和激光器組成，其主要特征是上橫梁、鎳絲、連接桿、滑塊和導(dǎo)軌機(jī)械連接， 鎳絲外套螺線管，螺線管和電源電連接，劈尖下板用膠水粘接在滑塊上端面，劈尖上板固定在上板座上，半透半反鏡固定在鏡座上，讀數(shù)顯微鏡放在鏡座上，半導(dǎo)體擴(kuò)束激光器固定在激光器座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮測(cè)量?jī)x，其特征是激光經(jīng)半透半反射鏡、劈尖上、 下板形成等厚干涉圖象出現(xiàn)在讀數(shù)顯微鏡中，改變電源值，螺線管中磁場(chǎng)變化，鎳絲長(zhǎng)度變化，帶動(dòng)滑塊和劈尖下板產(chǎn)生位移，導(dǎo)致劈尖的等厚干涉條紋移動(dòng)，只要從讀數(shù)顯微鏡中數(shù)出干涉條紋移動(dòng)的條數(shù)，就可計(jì)算出鎳絲的磁致伸縮量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮測(cè)量?jī)x，其特征是電源是無級(jí)調(diào)節(jié)電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮測(cè)量?jī)x，其特征是激光器是帶有擴(kuò)束鏡的半導(dǎo)體激光器。
全文摘要
一種磁致伸縮測(cè)量?jī)x，主要由鎳絲、連接桿、滑塊、導(dǎo)軌、螺線管、電源、劈尖板、半透半反射鏡、讀數(shù)顯微鏡和激光器組成，上橫梁、鎳絲、連接桿、滑塊和導(dǎo)軌機(jī)械連接，鎳絲外套通電螺線管，劈尖下板粘在滑塊上端面，劈尖上板固定在上板座上，半透半反鏡固定在鏡座上，讀數(shù)顯微鏡放在鏡座平面上，半導(dǎo)體擴(kuò)束激光器固定在激光器座上，激光經(jīng)半透半反射鏡、劈尖上、下板形成等厚干涉圖象出現(xiàn)在讀數(shù)顯微鏡中，改變電源值，螺線管中磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，鎳絲長(zhǎng)度變化，帶動(dòng)滑塊和劈尖下板產(chǎn)生位移，導(dǎo)致劈尖的等厚干涉條紋移動(dòng)，只要從讀數(shù)顯微鏡中數(shù)出干涉條紋移動(dòng)的條數(shù)，就可精確算出鎳絲的磁致伸縮量。
文檔編號(hào)G09B23/18GK102214404SQ20101014397
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者付航, 劉思瑤, 卞駿一, 盧靜, 張魏, 朱俊, 李正秋, 汪仕元, 王超, 苑曉潔, 蒲小雪, 蔡佩伶, 邢皓博, 邱倩云, 鐘望, 陳琬璐, 黃川南 申請(qǐng)人:四川大學(xué)