一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验用仪器领域，特别是涉及一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪。
【背景技术】
[0002]传统的静态拉伸法杨氏模量测量仪通过在竖直悬挂的金属丝下端悬挂砝码来提供拉力，使金属丝拉伸，测量金属丝的伸长量，进而求得金属丝的杨氏模量。在通过望远镜观察光杠杆中标尺所成的虚像时，由于标尺容易发生晃动，因此会影响整个设备的整体读数。
[0003]引起标尺像晃动的原因有两个:
[0004]第一，金属丝下端发生横向摆动。实验者在增减砝码的时候，由于砝码碰撞金属丝或砝码盘，导致金属丝的横向摆动。
[0005]第二，金属丝发生纵向周期性弹性伸缩。实验中每增减一个砝码，金属丝所承受的拉力将突然发生改变，金属丝长度也会随之变化，相应的，金属丝内部的弹性力也随之改变。只有当该弹性力与外部拉力达到平衡时，金属丝的长度才会稳定下来，标尺读数也才能稳定到一个确定的数值。但是实验用的砝码质量均为lkg，增减砝码时，拉力改变量较大，且较突然。金属丝会因此发生弹性振动，其长度不断周期性伸缩，再逐渐趋于平衡。而望远镜中的标尺像也会在其平衡位置上下晃动不止，且晃动幅度很大，通常为几毫米甚至十几毫米，经过很长时间才能慢慢趋于平衡位置。这样，就直接影响了实验者读取数据的精确程度，也带来了大量的等待时间。
[0006]另外，由于砝码重量固定，无法为金属丝提供连续可调的拉力。
【实用新型内容】
[0007]针对以上问题，本实用新型提供一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪，在传统的静态拉伸法杨氏模量测量仪的基础上进行相应的改进，减小测量时候标尺的晃动幅度，提高标尺的稳定性，进而加快实验进程、方便做实验者读数、提高整个测量的准确度，为达此目的，本实用新型提供一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪，包括底座、拉力稳定装置、拉力传感器、中部钢丝夹具、测量架、上部钢丝夹具、上固定板、钢丝、中固定板和下固定板，所述底座内有水平仪，所述底座上有一对测量架，所述上固定板、中固定板和下固定板从上至下依次固定在两个测量架之间，所述上固定板的中心处有上部钢丝夹具，所述中固定板的中心处有中部钢丝夹具，所述下固定板的中心处有拉力稳定装置，所述拉力稳定装置包括键槽、螺纹套、平面轴承、手轮和螺杆，所述螺杆依次向下穿过螺纹套、平面轴承和手轮，所述平面轴承在螺纹套与手轮之间，所述螺纹套上端有伸出杆，所述伸出杆内有键槽，所述伸出杆穿过下固定板，下固定板中有螺丝与键槽配合，所述螺纹套在下固定板下方，所述钢丝从上部钢丝夹具下端穿过中部钢丝夹具，所述钢丝下端系在键槽上端与螺纹套的伸出杆的上端相连。
[0008]本实用新型的进一步改进，所述螺杆上螺纹的螺距为1mm，螺杆上螺纹的螺距设计为Imm，这样旋转稳定易于控制。
[0009]本实用新型提供一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪本实用新型针对传统的利用老式砝码提供拉力的方法，引入拉力传感器技术，配合拉力稳定装置，提高了整个设备的精度。此项改进措施能有效避免传统测量仪望远镜中标尺像晃动不易稳定的明显弊端，能够使标尺读数始终保持非常稳定的状态，易于精确读取数据。本实用新型还实现了拉力的连续可调性，极大地增加了该仪器测量的适用范围，为杨氏模量的测量和进一步的系统研究提供了极大的发展空间。本申请操作简单便捷，实现了对传统测量方法的革新，具有较好的创新性。
【附图说明】
[ΟΟ?Ο]图1为本实用新型结构不意图；
[0011 ]图2为本实用新型拉力稳定装置示意图；
[0012]图示说明:
[0013]1、底座；2、拉力稳定装置;2-1、键槽；2-2、螺纹套；
[0014]2-3、平面轴承；2-4、手轮；2-5、螺杆；3、拉力传感器；
[0015]4、中部钢丝夹具;5、测量架；6、上部钢丝夹具;7、上固定板；
[0〇16]8、钢丝；9、中固定板； 10、下固定板。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图和实施例对实用新型做详细的说明:
[0018]本实用新型提供一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪，在传统的静态拉伸法杨氏模量测量仪的基础上进行相应的改进，减小测量时候标尺的晃动幅度，提高标尺的稳定性，进而加快实验进程、方便做实验者读数、提高整个测量的准确度。
[0019]作为本实用新型一种实施例，本实用新型提供如图1所示的一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪，包括底座1、拉力稳定装置2、拉力传感器3、中部钢丝夹具4、测量架5、上部钢丝夹具6、上固定板7、钢丝8、中固定板9和下固定板10，所述底座I内有水平仪，所述底座I上有一对测量架5，所述上固定板7、中固定板9和下固定板10从上至下依次固定在两个测量架5之间，所述上固定板7的中心处有上部钢丝夹具6，所述中固定板9的中心处有中部钢丝夹具4，所述下固定板10的中心处有拉力稳定装置2，所述拉力稳定装置2如图2所示包括键槽2-1、螺纹套2-2、平面轴承2-3、手轮2-4和螺杆2-5，所述螺杆2-5上螺纹的螺距为1mm，螺杆上螺纹的螺距设计为1mm，这样旋转稳定易于控制，所述螺杆2-5依次向下穿过螺纹套2-2、平面轴承2-3和手轮2-4，所述平面轴承2-3在螺纹套2-2与手轮2-4之间，所述螺纹套2-2上端有伸出杆，所述伸出杆内有键槽2-1，所述伸出杆穿过下固定板10，下固定板中有螺丝与键槽配合以致于螺杆不转动，所述螺纹套2-2在下固定板10下方，所述钢丝8从上部钢丝夹具6下端穿过中部钢丝夹具4，所述钢丝8下端系在键槽2-1上端与螺纹套2-2的伸出杆的上端相连。
[0020]本实用新型工作原理如下:
[0021]首先，该装置引入拉力传感器来替代老式砝码，由称重数显表显示传感器测得的拉力数值，极大地提高了拉力的测量精度。
[0022]其次，为配合拉力传感器的使用，我们自主设计制造了拉力稳定装置。该装置穿过支架悬挂于金属丝下方，其轴心贯穿上下的螺杆与拉力传感器相连，为金属丝提供拉力。转动与螺杆嵌套的手轮，可使螺杆自如地在支架孔内上下移动，改变螺杆的上下位置。螺杆上的键槽与支架孔内侧凸起的键嵌套，使螺杆不会随着手轮旋转而发生自身转动，以保证螺杆在操作过程中只能上下移动而不能左右旋转。这样，就可以为金属丝施加持续的、稳定的、连续可调的拉力。螺杆上螺纹的螺距为1mm，旋转稳定，易于控制。
[0023]由于该装置提供的拉力为连续变化，且与金属丝始终牵引保持张紧的状态，在增加拉力的过程中不会出现突然增大的情况，金属丝长度及其内部弹性力的改变均为缓慢平稳的过程，故而金属丝既不会横向摆动，也不会出现较大幅度的周期性弹性伸缩，因此标尺像也不会出现明显晃动。我们在实验中观察了实际现象，标尺像确实不会晃动，证明该装置的确能有效解决这一问题。
[0024]另外，拉力稳定装置为金属丝提供连续可调的拉力，且精度极高，为杨氏模量的系统研究提供了极大的可能性。
[0025]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。
【主权项】
1.一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪，包括底座(1)、拉力稳定装置(2)、拉力传感器(3)、中部钢丝夹具(4)、测量架(5)、上部钢丝夹具(6)、上固定板(7)、钢丝(8)、中固定板(9 )和下固定板(10),所述底座(I)内有水平仪，其特征在于:所述底座(I)上有一对测量架(5)，所述上固定板(7)、中固定板(9)和下固定板(10)从上至下依次固定在两个测量架(5)之间，所述上固定板(7 )的中心处有上部钢丝夹具(6)，所述中固定板(9 )的中心处有中部钢丝夹具(4)，所述下固定板(10)的中心处有拉力稳定装置(2)，所述拉力稳定装置(2)包括键槽(2-1)、螺纹套(2-2)、平面轴承(2-3)、手轮(2-4)和螺杆(2-5)，所述螺杆(2-5)依次向下穿过螺纹套(2-2)、平面轴承(2-3)和手轮(2-4)，所述平面轴承(2-3)在螺纹套(2-2)与手轮(2-4)之间，所述螺纹套(2-2)上端有伸出杆，所述伸出杆内有键槽(2-1)，所述伸出杆穿过下固定板(10)，下固定板(10)中有螺丝与键槽配合，所述螺纹套(2-2)在下固定板(10)下方，所述钢丝(8)从上部钢丝夹具(6)下端穿过中部钢丝夹具(4)，所述钢丝(8)下端系在键槽(2-1)上端与螺纹套(2-2)的伸出杆的上端相连。2.根据权利要求1所述的一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪，其特征在于:所述螺杆(2-5 )上螺纹的螺距为Imm。
【专利摘要】一种带拉力稳定装置的杨氏模量测定仪，本申请底座内有水平仪，底座上有一对测量架，上固定板、中固定板和下固定板从上至下依次固定在两个测量架之间，上固定板的中心处有上部钢丝夹具，中固定板的中心处有中部钢丝夹具，下固定板的中心处有拉力稳定装置，螺杆依次向下穿过螺纹套、平面轴承和手轮，平面轴承在螺纹套与手轮之间，螺纹套上端有伸出杆，伸出杆内有键槽，伸出杆穿过下固定板，螺纹套在下固定板下方，钢丝从上部钢丝夹具下端穿过中部钢丝夹具，钢丝下端系在键槽上端与螺纹套的伸出杆的上端相连。本实用新型在传统的静态拉伸法杨氏模量测量仪的基础上进行相应的改进，降低晃动幅度，提高标尺的稳定性，进而提高整个测量的准确度。
【IPC分类】G01N3/08
【公开号】CN205262866
【申请号】CN201620001180
【发明人】缪秋华, 杨卓慧, 杨建林, 袁凯杰, 宋驰
【申请人】金陵科技学院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月4日