[實用新型]楊氏彈性模量測定的尺鏡組裝置

無效

• 申請號: 200820160078.X
• 申請日: 2008-10-17
• 公開（公告）號: CN201311380Y
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 錢良存;朱德泉;張慶國;段志剛;汪大勇;洪煒寧;劉家菊;朱建輝;劉海娟
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N21/84;G01B11/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司
• 代理人: 余成俊

技術領域：

本實用新型屬于一種實驗裝置，具體是一種物理學上楊氏彈性模量測量的尺鏡組裝置。

背景技術：

楊氏模量是表征固體材料抵抗形變能力的重要物理量，它反映了材料形變與內應力之間的關系，是衡量材料抵抗外力產生拉伸(或壓縮)形變的能力的參數之一，也是工程技術中機械構件選材時的重要依據和工程材料的一個重要參數。在機械振動中，它是機械波傳播和振動模態分析的至關重要的物理量，對它的精準測量具有很重要的工程實踐意義。

靜態拉伸法測量金屬絲的楊氏彈性模量是一種常用方法。在大學物理實驗教學中，金屬絲楊氏彈性模量的測定實驗是一個工科類必做基礎實驗之一。在測量中，采用國際單位制，金屬絲的楊氏彈性模量的數量級為10¹¹。因此，在彈性限度內，利用幾十牛頓的拉力作用在長度一米左右、直徑在0.750mm左右的金屬絲兩端，其形變量非常微小，僅有0.5mm左右，通常都采用了光杠桿作為形變的機械放大部分，并利用鏡尺組觀測固體材料放大后的應變量。從測量不確定度、測量誤差和有效數據處理的角度來看，該裝置測量楊氏模量的尺鏡組部分的標尺精確度較低，其最小分度值僅為1mm，引入較大的試驗不確定度；而且望遠鏡的光軸OO′偏調和標尺偏調引入較大的試驗誤差。因此，裝置測量楊氏模量的尺鏡組部分是制約整個測量精度的瓶頸，必須有效地提高尺鏡組標尺的最小分度值，減小其望遠鏡和標尺的人為調節的偏差。因此實用新型適用于精準測定楊氏彈性模量的尺鏡組裝置是解決整個測量精度的瓶頸。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種楊氏彈性模量測定的尺鏡組裝置，能大大提高測量精度。

本實用新型的技術方案如下：

楊氏彈性模量測定的尺鏡組裝置，其特征在于由三個部分組成：豎直支架、準直望遠鏡、鉛直移動標尺；

(1)、所述的豎直支架包括的底座，底座上安裝有豎直桿，所述的豎直桿上套裝有上、下套筒，所述的上、下套筒與豎直桿之間均通過螺釘固定；

(2)、所述的準直望遠鏡包括安裝于平臺上的望遠鏡與水準儀，水準儀與望遠鏡的軸線均與平臺平行，所述的平臺側面連接有豎直的翅片，所述的翅片與側板轉動連接，所述的側板兩側連接有擋塊，所述的翅片位于擋塊之間，所述的擋塊上分別安裝有螺釘與彈簧，頂抵在翅片兩側；所述的側板安裝于上套筒上；

(3)、所述的鉛直移動標尺包括有移動標尺及鉛直調節裝置，所述移動標尺由主尺和副尺組成，所述主尺一側有沿主尺上、下滑動的副尺，主尺內有滑槽，滑槽內安裝有絲桿，絲桿上螺合有套筒，所述的套筒與副尺固定連接，主尺與副尺滑動配合；所述的主尺另一側安裝有鉛直調節裝置，所述的鉛直調節裝置由調節結構和基準結構構成，所述的基準結構為主尺的另一側上、下橫梁位置，上橫梁上吊有鉛錘，下橫梁上安裝有準釘，所述的鉛錘與準釘的尖頂對齊；

所述的調節結構在主尺下端，主尺下端安裝有門形金屬框，所述的門形金屬框伸入到一個水平U形框的開口內，門形金屬框的上橫梁與U形框的后側翼的上端面連接安裝有第一彈性金屬片，所述的U形框的前側翼上安裝有螺釘抵壓于所述的門形金屬框上；所述的U形框的前側翼左側端面與第二彈性金屬片固定連接，第二彈性金屬片的上端通過一橫桿與豎直立柱固定連接，所述橫桿上安裝有螺釘抵壓于U形框前側翼的上端面上；所述的緊直立柱通過螺釘安裝于下套筒側壁。

所述的楊氏彈性模量測定的尺鏡組裝置，其特征在于所述的彈性金屬片為錳鋼片。

通過理論分析或實驗數據，說明本實用新型的有益效果：

1、試驗不確定度分析

靜態拉伸法中楊氏模量測量式為：

Y=8DLπd2K·mgΔx---(1)]]>

式中mg為拉伸的應力，L為待測鋼絲的長度，d為鋼絲直徑，D為標尺到鏡面距離，K光杠桿常數，Δx＝x₂-x₁刻度變化量。

故楊氏模量測量結果的不確定度：