專利名稱：一種拉伸式楊氏模量測量的光杠桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物理量測量裝置領(lǐng)域，特別是金屬絲楊氏模量測量中使用的光杠桿。
背景技術(shù)：
拉伸式楊氏模量測量中的光杠桿是固定在一個金屬支架上，本來需要測量光杠桿的后腳到鏡面的距離，但一般都簡化為測量光杠桿的后腳到兩個前腳的距離，如果兩個前腳的連線沒有在鏡面內(nèi)，則會導(dǎo)致測量有較大誤差，而且光杠桿的腳比較粗，導(dǎo)致的接觸點(diǎn)比較大，在測量時定位比較困難，導(dǎo)致使用游標(biāo)卡尺測量時達(dá)不到游標(biāo)卡尺的精度。為了減少金屬絲夾頭與臺面通孔之間的摩擦，金屬絲的夾頭與通孔之間一般都有一些空隙，光杠桿的后腳掉入空隙就會導(dǎo)致前面的測量作廢。

發(fā)明內(nèi)容
為克服楊氏模量光杠桿測量的麻煩，本發(fā)明將光杠桿固定在金屬絲上。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是
一個高度IOcm的梯形金屬架，梯形金屬架的上部有一個金屬圓筒，金屬圓筒的中部斷開使金屬圓筒分成兩部分。—個金屬圓柱，中間有一個通孔，可以穿過金屬絲，金屬圓柱有一個螺紋孔可以通過螺釘將金屬柱固定在金屬絲上，金屬圓筒可繞著金屬圓柱旋轉(zhuǎn)。平面鏡固定在梯形金屬架上，平面鏡呈現(xiàn)梯形，梯形的高度6cm、底部寬度5cm、上部覽度4cm。平面鏡底部有一個輪子，輪子的直徑10mm，輪子所處的臺面有刻度圓環(huán)。標(biāo)尺下部有一個光闌，光闌的直徑為1_，激光器發(fā)出的激光經(jīng)過光闌照射到平面鏡，再從平面鏡反射到標(biāo)尺。本發(fā)明的有益效果是測量簡單，操作方便。


圖I是光杠桿示意圖(正視圖)。圖2是光杠桿示意圖(側(cè)視圖)以及標(biāo)尺。其中，I、金屬絲,2、緊固螺釘,3、金屬柱,4、金屬圓筒,5、梯形金屬架,6、平面鏡,7、輪子，8、刻度環(huán),9、標(biāo)尺，10、光闌，11、激光器。
具體實(shí)施例方式梯形金屬架5高度IOcm,梯形金屬架的上部有一個金屬圓筒4,金屬圓筒的中部斷開使金屬圓筒分成兩部分，一個金屬柱3，中間有一個通孔，可以穿過金屬絲1，有一個螺紋孔可以通過螺釘2將金屬絲固定在金屬柱上，金屬圓筒4可與繞著金屬圓柱3旋轉(zhuǎn)。金屬絲I的一個固定點(diǎn)在緊固螺釘2的位置，另一個緊固點(diǎn)在上面，兩個緊固點(diǎn)的長度就是金屬絲的有效長度。平面鏡6固定在梯形金屬架5上，平面鏡呈現(xiàn)梯形，梯形的高度6cm、底部寬度5cm、上部寬度4cm，平面鏡底部有一個輪子7。輪子7的直徑10mm。標(biāo)尺9與金屬絲I的距離為1000mm。標(biāo)尺下部有一個光闌10，光闌的直徑為1mm，激光器11發(fā)出的激光從光闌10照射到平面鏡?？潭拳h(huán)8是一個以臺面的金屬絲為中心的圓環(huán)，圓環(huán)之間等間距，用于估計(jì)輪子到金屬絲的距離，實(shí)驗(yàn)中，可以實(shí)用游標(biāo)卡尺測量金屬絲到車輪的距離。初始狀態(tài)讓輪子中心與金屬絲的距離為車輪的半徑5mm (即輪子挨著金屬絲)，輪子到固定點(diǎn)的距離為梯形金屬架高度IOcm=IOOmm,及初始角度大致為5mm/10cm=l/20。當(dāng)重物下拉導(dǎo)致金屬絲變長delta L,相應(yīng)的導(dǎo)致輪子向外移動delta r,則1002+52= (100+delta L)2+(5+delta r)2，所以角度的變化量delta r/L=20 delta L/L ;角度變化后導(dǎo)致標(biāo)尺上激光的光點(diǎn)位置發(fā)生變化，設(shè)光點(diǎn)變化的距離為delta X，因?yàn)榻饘俳z下移導(dǎo)致平面鏡移動而使法線方向發(fā)生改變，因而反射角與入射角之間的角度差為2delta r/L=40delta L/L，設(shè)激光距離鏡面的距離為D，則激光光點(diǎn)移動的距離為delta X =2delta r/L*D=40delta L/L*D,本實(shí)施例建議 L=IOcm, D=IOOOmm,則 delta x=400delta L。實(shí)驗(yàn)中要先加I個或2個砝碼，觀察反射到標(biāo)尺的激光光點(diǎn)是否會上移，如果不會，則表明臺面太低，輪子還沒有接觸臺面，臺面要上移一點(diǎn)；如果光點(diǎn)發(fā)生了移動，則輪子與臺面接觸良好，可以記錄此時的光點(diǎn)讀數(shù)，然后增加砝碼，觀察光點(diǎn)的移動。
權(quán)利要求
1.一種拉伸式楊氏模量測量的光杠桿由梯形金屬架、金屬柱、平面鏡、輪子組成，其特征是梯形金屬架高度為10cm，梯形金屬架的上部有一個金屬圓筒，金屬圓筒的中部斷開使金屬圓筒分成兩部分；一個金屬柱，中間有一個通孔，可以穿過金屬絲，有一個螺紋孔可以通過螺釘將金屬柱固定在金屬絲上，金屬圓筒可繞著金屬圓柱旋轉(zhuǎn)；平面鏡固定在梯形金屬架上，平面鏡呈現(xiàn)梯形，梯形的高度6cm、底部寬度5cm、上部寬度4cm，平面鏡底部有一個輪子；輪子的直徑IOmm,輪子所處的臺面有刻度圓環(huán)。
全文摘要
一種拉伸式楊氏模量測量的光杠桿涉及物理量測量裝置領(lǐng)域。拉伸式楊氏模量測量中的光杠桿在測量時定位比較困難，導(dǎo)致使用游標(biāo)卡尺測量時達(dá)不到游標(biāo)卡尺的精度。為克服楊氏模量光杠桿測量的麻煩，本發(fā)明將光杠桿固定在金屬絲上。本發(fā)明的技術(shù)方案是高度10cm的梯形金屬架，梯形金屬架的上部有一個中部斷開的金屬圓筒，一個金屬圓柱，中間有一個通孔，可以穿過金屬絲，金屬圓柱有一個螺紋孔，金屬圓筒可繞著金屬圓柱旋轉(zhuǎn)。平面鏡固定在梯形金屬架上，平面鏡呈現(xiàn)梯形，平面鏡底部有一個輪子，輪子的直徑10mm，輪子所處的臺面有刻度圓環(huán)。本發(fā)明的有益效果是測量簡單，操作方便。
文檔編號G01N3/06GK102706744SQ201210179590
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者何原, 王維果, 胡再國 申請人:四川大學(xué)