[實(shí)用新型]一種楊氏彈性模量測(cè)量?jī)x

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720063943.4
• 申請(qǐng)日: 2007-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201122140Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳光偉;文景;楊國(guó)慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陳光偉;文景;楊國(guó)慧
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/00;G01N19/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種楊氏彈性模量測(cè)量?jī)x，主要應(yīng)用于大專(zhuān)院校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

背景技術(shù)

固體材料楊氏彈性模量的測(cè)量是高等院校理工科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之一，目前用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)測(cè)量楊氏彈性模量的儀器主要有三種：一種是采用拉伸法，金屬絲的上端固定于支架上，下端掛砝碼，測(cè)出金屬絲在力的作用下的伸長(zhǎng)量，根據(jù)胡克定律求得金屬絲的楊氏彈性模量；第二種是采用共振法，用某種頻率的信號(hào)源激發(fā)兩端自由的圓柱桿時(shí)，波在試樣中傳播，由于邊界條件的限制而發(fā)生反射，反射和干涉的結(jié)果在試樣中形成駐波，若駐波的頻率與試樣的固有振動(dòng)頻率的基頻相同時(shí)，試樣就處于共振狀態(tài)，通過(guò)共振現(xiàn)象測(cè)出振動(dòng)的基頻頻率，從而求得試樣的楊氏彈性模量；第三種是采用彎梁法，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，厚度為a，寬度為b的金屬橫梁，置于間隔距離為d的兩刀口之間，如果在梁的中心位置置一平行于兩支撐刀口的刀口，并通過(guò)中間刀口施加壓力，測(cè)梁的中心將下降ΔZ，則橫梁的楊氏彈性模量為Y=d3Mg4a3bΔZ]]>式中，M為加在中間刀口上的砝碼質(zhì)量，g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋壳埃瑴y(cè)量ΔZ的方法是采用讀數(shù)顯微鏡，由于讀數(shù)顯微鏡的視野小，調(diào)節(jié)、測(cè)量繁雜，因此，這是彎梁法的不足。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決彎梁法采用讀數(shù)顯微鏡存在的視野小，調(diào)節(jié)、測(cè)量繁雜等不足，本實(shí)用新型提供一種新型楊氏模量測(cè)量?jī)x，該楊氏彈性模量測(cè)量?jī)x，采用千分尺定標(biāo)、測(cè)量、使得測(cè)量直觀和簡(jiǎn)單。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)上問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：它含楊氏彈性模量測(cè)試儀、磁鐵盒、試樣支撐刀口、杠桿支撐臺(tái)、刀口裝置、砝碼、千分尺、千分尺固定架、杠桿裝置、平臺(tái)、試樣、支架、底座。楊氏彈性模量測(cè)試儀含機(jī)箱、電纜座、電壓表、電源開(kāi)關(guān)。杠桿裝置含霍耳位置傳感器、杠桿、上尖頂、轉(zhuǎn)動(dòng)尖頂、下尖頂。刀口裝置含連桿平臺(tái)、連桿、水平刀口、砝碼盒。底座上平行立有開(kāi)了試樣支撐刀口的兩支架，兩支架的試樣支撐刀口支撐試樣，試樣的中間位置掛有刀口裝置。兩支架上搭有平臺(tái)，平臺(tái)的中間開(kāi)有圓孔，平臺(tái)的一端放有磁鐵盒，磁鐵盒內(nèi)裝有兩塊平行放置并相隔一定距離的同極相對(duì)的相同的磁鐵，平臺(tái)的中間位置與磁鐵盒之間固定有杠桿支撐臺(tái)，刀口裝置的連桿穿過(guò)平臺(tái)的中間圓孔，連桿平臺(tái)與杠桿支撐臺(tái)處于同一高度，平臺(tái)的另一端有千分尺固定架，千分尺固定架上裝有千分尺。杠桿裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)尖頂置于杠桿支撐臺(tái)上，杠桿裝置的下尖頂置于刀口裝置的連桿平臺(tái)上，由于杠桿裝置下尖頂端比另一端重，因此，杠桿裝置的下尖頂尖端在重力的作用始終落在刀口裝置的連桿平臺(tái)上，杠桿裝置的另一端裝有霍耳位置傳感器，置于磁鐵盒的中間位置，霍耳位置傳感器通過(guò)電纜與楊氏彈性模量測(cè)試儀的電纜座電連接。在刀口裝置的砝碼盒中加入砝碼時(shí)，砝碼的重力通過(guò)刀口裝置的水平刀口作用在試件中間處，試件產(chǎn)生形變，刀口裝置的連桿平臺(tái)下降，杠桿裝置的下尖頂隨之下降，杠桿裝置即以轉(zhuǎn)動(dòng)尖頂?shù)募舛藶檗D(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，霍耳位置傳感器也隨之在磁鐵盒中產(chǎn)生位移，霍耳電勢(shì)差通過(guò)楊氏彈性模量測(cè)試儀的電壓表測(cè)量。當(dāng)試件不加砝碼時(shí)，調(diào)節(jié)千分尺使其測(cè)量端面與杠桿裝置的上尖頂尖端接觸，當(dāng)調(diào)節(jié)千分尺推動(dòng)杠桿裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，千分尺讀數(shù)變化ΔL，杠桿裝置繞轉(zhuǎn)動(dòng)尖頂尖端轉(zhuǎn)動(dòng)，霍耳位置傳感器位移ΔX，霍耳電勢(shì)差為ΔU，則霍耳位置傳感器的靈敏度K=ΔLΔU.]]>設(shè)試件在砝碼重力Mg的作用下產(chǎn)生形變?chǔ)₁，杠桿裝置隨之轉(zhuǎn)動(dòng)使霍耳位置傳感器產(chǎn)生位移ΔX₁，霍耳電勢(shì)差為ΔU₁，則ΔZ₁＝KΔU₁，由式Y=d3Mg4a3bΔZ1]]>即可求得試件的楊氏模量Y，式中，d為兩支撐刀口之間的距離，M為所加砝碼的質(zhì)量，a為試件的厚度，b為試件的寬度，ΔZ₁為試件中心由于砝碼重力作用下而下降的距離。