專(zhuān)利名稱(chēng)：楊氏模量測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理量測(cè)量?jī)x，尤其是一種用于測(cè)量楊氏模量的測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
楊氏彈性模量(簡(jiǎn)稱(chēng)楊氏模量)是描述固體材料彈性形變能力的一個(gè)
重要物理量，也是工程技術(shù)中選用材料的重要參量之一；其常用的計(jì)算公式是 AF 1 AFT ^
r = a = 一7I7Y①(其中鋼絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，S為其橫截面積，直徑為d，沿長(zhǎng)度方向受到 S AL ma M,
外力為F，在此力作用下其伸長(zhǎng)量為L(zhǎng))。現(xiàn)有技術(shù)中楊氏模量主要的測(cè)量方法是光杠桿法光杠桿法測(cè)量裝置主要由望遠(yuǎn)鏡、支架、金屬絲固件，小反射平面鏡、標(biāo)尺、砝碼、 螺旋測(cè)微計(jì)、游標(biāo)卡尺、米尺等構(gòu)成。測(cè)量過(guò)程中調(diào)節(jié)使得從望遠(yuǎn)鏡能清晰的看到標(biāo)尺的 像。然后逐漸加砝碼使得金屬絲被拉長(zhǎng)，通過(guò)金屬絲伸長(zhǎng)的微小長(zhǎng)度、小反射平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)的 角度及望遠(yuǎn)鏡像中標(biāo)尺讀數(shù)差關(guān)系(前后兩次的讀數(shù)差為，其中nl，nO分別為加不同砝碼 后的標(biāo)尺的讀數(shù))得到；再用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)出鋼絲的直徑d和光杠后足尖至前兩足尖連線的垂直距離b， 將之代入計(jì)算公式①中得楊氏彈性模量Y=②
jtd bAn傳統(tǒng)的楊氏模量測(cè)量方法-光杠桿法，會(huì)有以下缺點(diǎn)主要是誤差較大(具體 3%)其誤差的主要來(lái)源(不考慮儀器本身的問(wèn)題)將微小的長(zhǎng)度通過(guò)杠桿的方法進(jìn)行放 大，然后進(jìn)行測(cè)定，但是會(huì)出現(xiàn)標(biāo)尺在鏡子的像難出現(xiàn)，難調(diào)節(jié)的問(wèn)題，這就造成測(cè)量誤差 較大；傳統(tǒng)的測(cè)量中，是將非豎直平面的光路近似看成是同一豎直平面的光路，這也產(chǎn)生了 誤差；傳統(tǒng)的測(cè)量中，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察，產(chǎn)生的視覺(jué)差不易消除，也會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)巧妙，使用方 便，直接測(cè)量被測(cè)物的形變量，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確的楊氏模量測(cè)量?jī)x。本實(shí)用新型的具體解決方案是一種楊氏模量測(cè)量?jī)x，包括基座1，其特征在于 所述的基座1上橫向活動(dòng)設(shè)置有動(dòng)鏡2，動(dòng)鏡2的一端通過(guò)設(shè)置在基座端部的定滑輪3與拉 力發(fā)生裝置4連接，在動(dòng)鏡2另一端的基座1上還縱向依次設(shè)置有半透膜分光板5、補(bǔ)償板 6和定鏡7，在與動(dòng)鏡2、補(bǔ)償板6縱向同線方向上還設(shè)置有顯示板8。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)本裝置巧妙地利用了光波波長(zhǎng)來(lái)測(cè)量微小的長(zhǎng)度變化量，省去了傳統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù) 的間接轉(zhuǎn)化，能夠最大限度地減小測(cè)量誤差和計(jì)算誤差，幫助操作人員準(zhǔn)確地得到所需的 楊氏模量；并且本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，具備廣泛的前景，十分有利于在本領(lǐng)域中推廣 應(yīng)用。
圖1是本實(shí)用新型的主視圖。圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型在拉力F1下的光路圖。圖4是本實(shí)用新型在拉力F2下的光路圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1、圖2、圖3、圖4所示 一種楊氏模量測(cè)量?jī)x，包括作為基礎(chǔ)的基座1，在基座1上橫向活動(dòng)設(shè)置有動(dòng)鏡2，動(dòng)鏡2的 一端通過(guò)設(shè)置在基座端部的定滑輪3與拉力發(fā)生裝置4連接，在動(dòng)鏡2另一端的基座1上 還縱向依次設(shè)置有半透膜分光板5、補(bǔ)償板6和定鏡7，在與動(dòng)鏡2、補(bǔ)償板6縱向同線方向 上還設(shè)置有顯示板8，在使用時(shí)光源放置在半透膜分光板5 —側(cè)。首先將待測(cè)金屬絲的一端固定在基座1上，另一端與動(dòng)鏡2連接，然后通過(guò)拉力發(fā) 生裝置4分兩次對(duì)動(dòng)鏡2施以F1和F2的拉力，具體過(guò)程如下緩慢的旋轉(zhuǎn)液壓儀旋鈕，使 之產(chǎn)生能夠帶動(dòng)動(dòng)鏡2移動(dòng)的力，當(dāng)看到干涉屏上干涉環(huán)出現(xiàn)“涌出”或“陷入”時(shí)，停止旋 轉(zhuǎn)，并記下此時(shí)顯示屏上的讀數(shù)，記為F1 ；繼續(xù)旋轉(zhuǎn)旋鈕，同時(shí)觀察并數(shù)出干涉屏上的干涉 環(huán)“涌出”或“陷入”的數(shù)目，記為n，此時(shí)停止旋轉(zhuǎn)旋鈕，并記下此時(shí)顯示屏上的讀數(shù)，為F2。在此過(guò)程中，定鏡虛像9和動(dòng)鏡2之間間隔發(fā)生改變，從而產(chǎn)生了光程差，記為 2 ΔL ；則<formula>formula see original document page 4</formula> (A表示激光光源的波長(zhǎng))顯然待測(cè)鋼絲伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為AL又由于動(dòng)鏡2在移動(dòng)的過(guò)程中所受的合力就為F'F' = F-f (f為系統(tǒng)摩擦力)當(dāng)顯示屏讀數(shù)為F1時(shí)，動(dòng)鏡受到的力Fl' = Fl-f ；當(dāng)顯示屏讀數(shù)為F2時(shí)，動(dòng)鏡受到的力F2' = F2-f ；所以，待測(cè)鋼絲產(chǎn)生AL所需的拉力為AF則:<formula>formula see original document page 4</formula>[0026]又測(cè)得鋼絲的直徑為d，則鋼絲的橫截面積.將鋼絲的伸長(zhǎng)量、橫截面積以及受到的力帶入公式①式，得 <formula>formula see original document page 4</formula>[0029]公式③之中的所有數(shù)據(jù)都為已知數(shù)據(jù)或直至測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，直接計(jì)算機(jī)可得到 所需的楊氏模量。
權(quán)利要求一種楊氏模量測(cè)量?jī)x，包括基座(1)，其特征在于所述的基座(1)上橫向活動(dòng)設(shè)置有動(dòng)鏡(2)，動(dòng)鏡(2)的一端通過(guò)設(shè)置在基座端部的定滑輪(3)與拉力發(fā)生裝置(4)連接，在動(dòng)鏡(2)另一端的基座(1)上還縱向依次設(shè)置有半透膜分光板(5)、補(bǔ)償板(6)和定鏡(7)，在與動(dòng)鏡(2)、補(bǔ)償板(6)縱向同線方向上還設(shè)置有顯示板(8)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種楊氏模量測(cè)量?jī)x，包括基座(1)，其特征在于所述的基座(1)上橫向活動(dòng)設(shè)置有動(dòng)鏡(2)，動(dòng)鏡(2)的一端通過(guò)設(shè)置在基座端部的定滑輪(3)與拉力發(fā)生裝置(4)連接，在動(dòng)鏡(2)另一端的基座(1)上還縱向依次設(shè)置有半透膜分光板(5)、補(bǔ)償板(6)和定鏡(7)，在與動(dòng)鏡(2)、補(bǔ)償板(6)縱向同線方向上還設(shè)置有顯示板(8)。它是一種結(jié)構(gòu)巧妙，使用方便，直接測(cè)量被測(cè)物的形變量，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確的楊氏模量測(cè)量?jī)x。
文檔編號(hào)G01N3/06GK201583451SQ20092035173
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者于金興, 張紅飛, 楊桂娟, 王君, 郝斌, 郭陽(yáng) 申請(qǐng)人:大連水產(chǎn)學(xué)院