专利名称：杨氏模量测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理量测量仪，尤其是一种用于测量杨氏模量的测量仪。
背景技术：
杨氏弹性模量(简称杨氏模量)是描述固体材料弹性形变能力的一个
重要物理量，也是工程技术中选用材料的重要参量之一；其常用的计算公式是 AF 1 AFT ^
r = a = 一7I7Y①(其中钢丝的长度为L，S为其横截面积，直径为d，沿长度方向受到 S AL ma M,
外力为F，在此力作用下其伸长量为L)。现有技术中杨氏模量主要的测量方法是光杠杆法光杠杆法测量装置主要由望远镜、支架、金属丝固件，小反射平面镜、标尺、砝码、 螺旋测微计、游标卡尺、米尺等构成。测量过程中调节使得从望远镜能清晰的看到标尺的 像。然后逐渐加砝码使得金属丝被拉长，通过金属丝伸长的微小长度、小反射平面镜转过的 角度及望远镜像中标尺读数差关系(前后两次的读数差为，其中nl，nO分别为加不同砝码 后的标尺的读数)得到；再用螺旋测微计测出钢丝的直径d和光杠后足尖至前两足尖连线的垂直距离b， 将之代入计算公式①中得杨氏弹性模量Y=②
jtd bAn传统的杨氏模量测量方法-光杠杆法，会有以下缺点主要是误差较大(具体 3%)其误差的主要来源(不考虑仪器本身的问题)将微小的长度通过杠杆的方法进行放 大，然后进行测定，但是会出现标尺在镜子的像难出现，难调节的问题，这就造成测量误差 较大；传统的测量中，是将非竖直平面的光路近似看成是同一竖直平面的光路，这也产生了 误差；传统的测量中，通过望远镜观察，产生的视觉差不易消除，也会产生实验误差。
发明内容本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种结构巧妙，使用方 便，直接测量被测物的形变量，测量结果准确的杨氏模量测量仪。本实用新型的具体解决方案是一种杨氏模量测量仪，包括基座1，其特征在于 所述的基座1上横向活动设置有动镜2，动镜2的一端通过设置在基座端部的定滑轮3与拉 力发生装置4连接，在动镜2另一端的基座1上还纵向依次设置有半透膜分光板5、补偿板 6和定镜7，在与动镜2、补偿板6纵向同线方向上还设置有显示板8。本实用新型同现有技术相比，具有如下优点本装置巧妙地利用了光波波长来测量微小的长度变化量，省去了传统的测量数据 的间接转化，能够最大限度地减小测量误差和计算误差，帮助操作人员准确地得到所需的 杨氏模量；并且本装置结构简单，操作容易，具备广泛的前景，十分有利于在本领域中推广 应用。
图1是本实用新型的主视图。图2是本实用新型的俯视图。图3是本实用新型在拉力F1下的光路图。图4是本实用新型在拉力F2下的光路图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图1、图2、图3、图4所示 一种杨氏模量测量仪，包括作为基础的基座1，在基座1上横向活动设置有动镜2，动镜2的 一端通过设置在基座端部的定滑轮3与拉力发生装置4连接，在动镜2另一端的基座1上 还纵向依次设置有半透膜分光板5、补偿板6和定镜7，在与动镜2、补偿板6纵向同线方向 上还设置有显示板8，在使用时光源放置在半透膜分光板5 —侧。首先将待测金属丝的一端固定在基座1上，另一端与动镜2连接，然后通过拉力发 生装置4分两次对动镜2施以F1和F2的拉力，具体过程如下缓慢的旋转液压仪旋钮，使 之产生能够带动动镜2移动的力，当看到干涉屏上干涉环出现“涌出”或“陷入”时，停止旋 转，并记下此时显示屏上的读数，记为F1 ；继续旋转旋钮，同时观察并数出干涉屏上的干涉 环“涌出”或“陷入”的数目，记为n，此时停止旋转旋钮，并记下此时显示屏上的读数，为F2。在此过程中，定镜虚像9和动镜2之间间隔发生改变，从而产生了光程差，记为 2 ΔL ；则<formula>formula see original document page 4</formula> (A表示激光光源的波长)显然待测钢丝伸长长度为AL又由于动镜2在移动的过程中所受的合力就为F'F' = F-f (f为系统摩擦力)当显示屏读数为F1时，动镜受到的力Fl' = Fl-f ；当显示屏读数为F2时，动镜受到的力F2' = F2-f ；所以，待测钢丝产生AL所需的拉力为AF则:<formula>formula see original document page 4</formula>[0026]又测得钢丝的直径为d，则钢丝的横截面积.将钢丝的伸长量、横截面积以及受到的力带入公式①式，得 <formula>formula see original document page 4</formula>[0029]公式③之中的所有数据都为已知数据或直至测量得到的数据，直接计算机可得到 所需的杨氏模量。
权利要求一种杨氏模量测量仪，包括基座(1)，其特征在于所述的基座(1)上横向活动设置有动镜(2)，动镜(2)的一端通过设置在基座端部的定滑轮(3)与拉力发生装置(4)连接，在动镜(2)另一端的基座(1)上还纵向依次设置有半透膜分光板(5)、补偿板(6)和定镜(7)，在与动镜(2)、补偿板(6)纵向同线方向上还设置有显示板(8)。
专利摘要本实用新型公开一种杨氏模量测量仪，包括基座(1)，其特征在于所述的基座(1)上横向活动设置有动镜(2)，动镜(2)的一端通过设置在基座端部的定滑轮(3)与拉力发生装置(4)连接，在动镜(2)另一端的基座(1)上还纵向依次设置有半透膜分光板(5)、补偿板(6)和定镜(7)，在与动镜(2)、补偿板(6)纵向同线方向上还设置有显示板(8)。它是一种结构巧妙，使用方便，直接测量被测物的形变量，测量结果准确的杨氏模量测量仪。
文档编号G01N3/06GK201583451SQ20092035173
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者于金兴, 张红飞, 杨桂娟, 王君, 郝斌, 郭阳 申请人:大连水产学院