专利名称：激光杨氏模量测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种杨氏模量测定仪，属于物理实验仪器技术领域。
背景技术：
现有的杨氏模量测定仪利用光杠杆原理，将金属丝的微小伸长量放大，通过置于远处的望远镜观察平面镜中 标尺虚像的移动，经过计算得到金属丝的实际伸长量。由于望远镜和杨氏模量仪之间形成的光杠杆长臂较长，加上望远镜的视野范围又很小，因此要观察到平面镜中标尺的像，实验者要在望远镜和模量仪之间来回跑动调节，通常要花费大量的时间。专利号为ZL201020150310. 9的中国实用新型专利，公布了一种一体型激光杨氏模量测定仪，核心思想是采用一体化设计，用一字线激光器代替平面镜，不需要望远镜就能直接在仪器上读数，达到简化实验操作节省实验空间和时间的目的。该一体型设计不能形成较大的光杠杆长臂，会造成读数变化不明显，不能较准确反应金属丝伸长量的变化。加上要在仪器上端支架横梁上安置平面镜下端平台上安放标尺，还要保持平面镜和标尺的相互平行，使得测量仪的结构复杂，测量精度不高。
发明内容为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种激光杨氏模量测定仪，能得到较大的光杠杆长臂，能降低机械机构的复杂性，并且测量方便。本实用新型是通过如下技术方案实现的一种激光杨氏模量测定仪，它包括支架、金属丝、激光光杠杆、工作平台和标尺，所述的金属丝的上端通过上夹头连接在支架上，金属丝的下端通过下夹头连接砝码，其特征在于所述的激光光杠杆包括打点激光器，打点激光器的两端分别固定有前足尖和后足尖，打点激光器与所述的工作平台平行，前足尖和后足尖与工作平台垂直，前足尖和后足尖等高，前足尖放在工作平台上，后足尖连接在下夹头上；所述的标尺远离工作平台，且与打点激光器垂直。本实用新型的原理是利用激光器代替光杠杆中的平面镜，且调节激光器出射激光的方向与工作平台平行，射出的激光打在远处的标尺(或实验室墙壁)上。当金属丝在砝码的拉力作用下发生微小伸长时，通过光杠杆带动激光器发生一定仰角的偏转，此时激光器发出的光落在标尺上光点将上移，分别记录光点移动前后的刻度，从而得到金属丝此时的微小伸长量，由进一步的计算得到金属丝的杨氏模量。本实用新型的有益效果是省去了望远镜和平面镜，结构简单，生产成本低。可通过简单测量金属丝伸长前后激光光点的距离测定金属丝的伸长量，有利于简化实验操作步骤，且能得到较大的光杠杆长臂，能降低机构的复杂性，并且测量方便、准确。
[0009]下面根据附图和实施例对本实用新型进一步说明。图I是本实用新型的侧视图。图2是激光杠杆的立体图。[0012]图3是本实用新型的测量原理图。图中，I、支架，2、金属丝，3、上夹头，4、下夹头，5、激光光杠杆，6、工作平台，7、标尺，8、打点激光器，9、前足尖，10、后足尖。
具体实施方式
如图I、图2、图3所示的一种激光杨氏模量测定仪，它包括支架I、金属丝2、激光光杠杆5、工作平台6和标尺7，所述的金属丝2的上端通过上夹头3连接在支架I上，金属丝2的下端通过下夹头4连接砝码，其特征在于所述的激光光杠杆5包括打点激光器8，打点激光器8的两端分别固定有前足尖9和后足尖10，金属丝不受拉力时，打点激光器8与所述的工作平台6平行，前足尖9和后足尖10与工作平台6垂直，前足尖9和后足尖10等高，前足尖9放在工作平台6上，后足尖10连接在下夹头4上；所述的标尺7远离工作平台6，且与打点激光器8垂直。测量原理与方法如下将模量测定仪和标尺7分开至少Im放置，且标尺与激光器垂直。将后足尖10放到夹住金属丝的下夹头4上，前足尖9放在工作平台6上，打开激光器电源，激光器8水平向右发出一条细光线，打在图3所示标尺的某个位置A ;当金属丝2受到拉力伸长微小量AL后，光杠杆后足尖10随金属丝下夹头下降AL，带动水平放置的激光器产生一微小仰角α，激光器发出的细光线会打在标尺的另一位置B处，记录图3所示激光光点在标尺上AB两点间移动的距离N。假设光杠杆后足尖10与激光器出口间的垂直距离为S，且激光器出口到A点的距离为L，则有图3所示光路图可得
「 πAL N Π1 八…，一 Θ Λ r SNtan= ~^ = 丁，则，金属丝伸长星Δ￡ = 。
L·Li其余安放砝码等操作过程以及计算方法与通常杨氏模量测定实验相同。
权利要求1.一种激光杨氏模量测定仪，它包括支架(I)、金属丝(2)、激光光杠杆(5)、工作平台(6)和标尺(7)，所述的金属丝(2)的上端通过上夹头(3)连接在支架(I)上，金属丝(2)的下端通过下夹头(4)连接砝码，其特征在于所述的激光光杠杆(5)包括打点激光器(8)，打点激光器(8)的两端分别固定有前足尖(9)和后足尖(10)，打点激光器(8)与所述的工作平台(6)平行，前足尖(9)和后足尖(10)与工作平台(6)垂直，前足尖(9)和后足尖(10)等高，前足尖(9)放在工作平台(6)上，后足尖(10)连接在下夹头(4)上；所述的标尺(7)远离工作平台(6)，且与打点激光器(8)垂直。
专利摘要本实用新型公开了一种激光杨氏模量测定仪，属于物理实验仪器技术领域。它包括支架、金属丝、激光光杠杆、工作平台和标尺，所述的激光光杠杆包括打点激光器，打点激光器的两端分别固定有前足尖和后足尖，打点激光器与所述的工作平台平行，前足尖和后足尖与工作平台垂直，前足尖和后足尖等高，前足尖放在工作平台上，后足尖连接在下夹头上；所述的标尺远离工作平台，且与打点激光器垂直。本实用新型省去了望远镜和平面镜，结构简单，生产成本低，简化实验操作步骤，且能得到较大的光杠杆长臂，能降低机构的复杂性，并且测量方便、准确。
文档编号G01N3/14GK202393656SQ20112055401
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者张文涛, 陈凯, 韩百萍 申请人:徐州工程学院