[發明專利]楊氏模量測量儀中待測金屬絲電阻的測量方法

有效

• 申請號: 201210548411.5
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN102967764A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 朱坤博;劉鐵成;韓力;張瑋;劉春杰;宋乾
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01N3/14
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及一種楊氏模量實驗測量方法，特別涉及一種楊氏模量測量儀中待測金屬絲電阻的測量方法。?

背景技術

設一物體長為Ｌ，橫截面積為S，沿長度方向施力F后，物體伸長（或縮短）了△L。F/S是單位面積上的作用力，稱為應力；△L/L是相對形變量，稱為應變。在彈性形變范圍內，按照胡克定律，物體內部的應力正比于應變，其比值稱為楊氏模量。實驗證明，楊氏模量E與試樣的長度L、橫截面積S以及施加的外力F的大小無關，而只取決于試樣的材料。從微觀結構考慮，楊氏模量是一個表征原子間結合力大小的物理參量。

測量楊氏模量有靜態法和動態法之分。動態法是基于振動的方法，靜態法是對試樣直接加力，測量形變。動態法測量速度快；靜態法原理直觀，設備簡單。大學物理實驗中一般采用的都是靜態法。

用靜態拉伸法測金屬絲的楊氏模量使用的楊氏模量測量儀，其結構包括砝碼組、光杠桿以及望遠鏡-標尺裝置。具體的說，如圖1和圖2所示，在三角底座6上裝兩根支柱，支柱上端有橫梁，中部緊固一個平臺3，構成一個剛度極好的支架。整個支架受力后變形極小，可以忽略。待測樣品是一根粗細均勻的金屬絲1。金屬絲1上端用上卡頭夾緊并固定在上橫梁上，下端用一個圓柱形下卡頭夾緊并穿過平臺3的中心孔9，使金屬絲自由懸掛。通過調節三角底座6的螺絲，使整個支架鉛直。下卡頭在平臺3的中心孔9內，其周圍縫隙均勻而不與中心孔9的孔邊摩擦。下卡頭下方的掛鉤4上掛一個砝碼盤，當盤上逐次加上一定質量的砝碼5后，金屬絲1就被拉伸。下卡頭的上端面相對平臺3的下降量，即是金屬絲1的伸長量△L。金屬絲1的長度L就是從上卡頭的下端面至下卡頭的上端面之間的長度。平臺3上設有光杠桿2，標尺7和望遠鏡8用來配合光杠桿2對金屬絲1的伸長量△L進行讀數，金屬絲1的伸長量△L是很微小的。

上述現有技術中的楊氏模量測量儀存在的缺點是，在測量金屬絲的長度L時，需要用到米尺進行讀數測量。由于支架很高，同時讀出上、下卡頭對應的讀數相對困難，測量過程中，一般需要兩人配合，共同對齊金屬絲上、下卡頭并進行讀數。上述讀數測量過程無法一人獨立完成。另外一方面，現有技術中若想要實現金屬絲的長度測量，可以通過電學方法來測量金屬絲的電阻，進而通過金屬絲的截面積和電阻率計算出其長度。但是，由于楊氏模量測量儀中的待測金屬絲與金屬支架整體聯通。因而通過引出導線測量得到的電阻值，其實是待測金屬絲與支架并聯后的結果。目前，現有技術中無法得到楊氏模量測量儀中的待測金屬絲電阻的準確結果。

發明內容

本發明提供一種可以測量楊氏模量測量儀中待測金屬絲電阻的測量方法。

本發明的技術方案具體如下：

一種楊氏模量測量儀中待測金屬絲電阻的測量方法，該方法包括以下步驟：

步驟i：將絕緣裝置放置在下卡頭與平臺上的中心孔之間或者上卡頭與橫梁之間，使金屬絲與所述平臺或者橫梁之間相互絕緣；

步驟ii：用電學測量方法，測量得到金屬絲上、下兩端之間的電阻值。

在上述技術方案中，所述步驟ii中，用電學方法測量金屬絲上、下兩端之間的電阻值，是通過在金屬絲上、下兩端分別夾住一個金屬夾子，然后從金屬夾子上延長出導線并測量出的。

在上述技術方案中，所述步驟i中的絕緣裝置為電阻大于或者等于所述中心孔的內圍周長的，一段具有彈性的絕緣膜。

在上述技術方案中，所述絕緣膜上部設有防止其從所述中心孔中滑落的多個支撐條。

在上述技術方案中，所述絕緣膜可以伸入所述中心孔內的部分，大于或者等于所述中心孔的高度。

本發明具有以下優點：

本發明的楊氏模量測量儀中待測金屬絲電阻的測量方法，可以測量楊氏模量測量儀中的待測金屬絲的電阻值，進而利用電學測量方法測量金屬絲的長度,具有測量方式簡單、直接，測量結果精確、誤差小的優點。

本發明的楊氏模量測量儀中待測金屬絲電阻的測量方法，利用將一段具有彈性的絕緣膜放置在平臺的中心孔內，使其依靠自身展開的彈性固定在中心孔位置。上述金屬絲與平臺的絕緣方法簡單有效，可以保證金屬絲的電阻測量簡單并且準確。

本發明的楊氏模量測量儀中待測金屬絲電阻的測量方法，用來起絕緣作用的絕緣膜的上部設有多個支撐條，其可以有效的防止絕緣膜從中心孔中滑落。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1為楊氏模量測量儀的結構示意圖。

圖2為圖1所示楊氏模量測量儀中平臺位置的放大結構示意圖。