[發明專利]利用數顯顯微鏡和數顯推拉力計測金屬絲彈性模量的裝置

無效

• 申請號: 201210456514.9
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103808564A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 陳均鈞
• 申請（專利權）人: 陳均鈞
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明裝置是一種利用數顯顯微鏡和數顯推拉力計設計測量金屬絲彈性模量的裝置，屬于力學測量技術領域。?

背景技術

大學物理實驗中利用近現代數字技術的實驗（鏈接電腦并實時動態檢測記錄）也是屬于一種綜合性應用的實驗。?

測量物體的彈性模量（倔強系數）實驗是一個重要的基礎性力學實驗；它可看成是能夠有效鏈接高中知識的大學物理實驗。?

在基本力學實驗的實驗結果分析中，作為彈性模量實驗的測量分析來源，其各參數的測量結果分析基本上是可熟練掌握的基礎測量知識；而數字化的（智能電腦圖像檢測）實驗儀器卻帶來測量的現代化和讀數過程的簡潔。?

在力學實驗中，利用高分辨率的數字顯示顯微鏡對金屬絲的微小彈性形變量進行精確地實時動態測量并記錄與存儲的實驗方法缺少，而結合數字顯示的臥式推拉力計的實時記錄并能反映施加于金屬絲的推拉力與金屬絲受力時的微小形變之間的線性及非線性關系的實驗裝置沒有；該實驗裝置可鏈接計算機進行存儲和軟件分析，可作為綜合性的基礎物理實驗。?

上述力學量的測量是建立在臥式系統的數顯測量裝置上的實驗；改變了以往用望遠鏡放大方法測量金屬絲縱向彈性模量的實驗裝置模式，如利用靜拉伸方法中的光杠桿放大法，光杠桿放大與垂直結構的數顯液壓力計結合的裝置，光杠桿放大與CCD實時攝像測量；這些實驗方法都是從施加于金屬絲的靜拉力和金屬絲隨施加力而發生彈性形變的二個測量方面進行有效改進的實驗思想。?

發明內容

本發明裝置的目的是一種利用高精度數顯顯微鏡和數顯臥式推拉力計測金屬絲彈性模量的裝置。?

本發明裝置的使用目的是可直接測量出金屬絲原長l的受力彈性形變Δl，因而公式計算簡單；測量過程簡潔、實驗方法直觀，并具有現代數字化的技術手段（鏈接電腦）。用顯微鏡放大原理來替換望遠鏡對受力金屬絲的微小變量進行放大的檢測方法，并進行動態圖像的實時記錄；測量精確度高。?

本發明提出的一種利用高精度的數顯顯微鏡和數顯臥式推拉力計測金屬絲彈性模量的裝置，二者可有效組成一個整體；本系統裝置是基于可精密測控測量金屬絲的受力與縱向彈性形變量之間的線性關系。測量裝置可有效進行實時聯動記錄的物理量僅有施加于金屬絲的推拉力和金屬絲在此力作用下的縱向和橫向微小形變，測量準確度高。?

本發明的目的是基于該力學量具有測量線性性而設計的力學測量平臺，通過此平臺可測量并分析金屬絲在受力環境下的彈性弛豫曲線。還可測量分析力學傳感器輸出信號之間的靈敏度線性特性；輸出靈敏度的線性特性佳，測量平臺的實時響應速度快。可測試并標定設計的金屬絲輸出靈敏度系數，并進行有關標度的校正實驗。?

本發明裝置可實時數顯測量由金屬絲的橫向切變模量引起的金屬絲直徑的變化；改變了以往用千分尺測量金屬絲的動態直徑會帶來測量的隨機性大精確度不高的狀況。?

附圖說明

本發明裝置結合附圖和實施例進一步說明。裝置是由圖1和圖2組成，圖1所示是一種數顯臥式推拉力計實驗儀；圖2所示是一種PC與數顯顯微鏡組成的測試儀。?

具體實驗方法

實驗1，測量金屬絲的彈性模量E。

如圖1和圖2所示，將樣品金屬絲安裝于數顯臥式推拉力計座架的夾頭上，將數顯顯微鏡置于樣品金屬絲上；調整顯微鏡鏡頭的焦距，使得顯示屏上觀察到清晰的金屬絲；轉動數顯臥式推拉力計上的轉動手柄（轉動手柄上刻有分度為0.01mm的標度，可記錄推拉力計的移動距離），記錄數顯臥式推拉力計示值F和數顯顯微鏡中約定原長l的金屬絲的縱向形變讀數Δl及橫向直徑的讀數r；根據公式E=Fl/πr²Δl，計算出E。?

實驗2，測量并分析金屬絲在受力環境下的彈性弛豫。?

如圖1和圖2所示、將樣品金屬絲安裝于數顯臥式推拉力計座架的夾頭上，將數顯顯微鏡置于樣品金屬絲上；調整顯微鏡鏡頭的焦距，使得顯示屏上觀察到清晰的金屬絲；轉動數顯臥式推拉力計上的轉動手柄，記錄數顯臥式推拉力計示值F_i和數顯顯微鏡中相應金屬絲的縱向形變在相同時間間隔內的讀數Δl_i；作F_i~Δl_i曲線。?