[實用新型]一種測量切變模量的扭擺實驗儀

有效

• 申請號: 201220204237.8
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN202650345U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 黃華圣;魏佩敏;黃倫發;劉文富;沈光江
• 申請（專利權）人: 浙江天煌科技實業有限公司
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10;G01N33/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本實用新型涉及一種教學儀器，具體為一種測量切變模量的扭擺實驗儀。

背景技術

扭擺實驗儀是本科及大中專院校物理學科教學實驗儀器，可測量單根不同材料的切變模量。現有的此類實驗儀機械結構復雜、實驗操作繁瑣，而學校實驗室的客觀情況及師生的共同愿望卻要求此類實驗儀結構簡單緊湊，實驗操作簡單方便。

實用新型內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種測量切變模量的扭擺實驗儀的技術方案。

所述的一種測量切變模量的扭擺實驗儀，包括三角底座和設置在三角底座上的立柱，立柱與三角底座通過立柱鎖緊螺母固定，其特征在于所述的立柱上活動設置安裝座和傳感器安裝盒，安裝座一端設置被測材料夾螺栓，在被測材料夾螺栓上配合設置固定被測材料的套管，固定被測材料的套管上固定設置被測材料的一端，被測材料的另一端通過固定被測材料的套管和被測材料夾螺栓連接橫梁，橫梁兩端分別設置擋光桿，橫梁下方均勻設置三個磁鋼，橫梁下方的圓環與磁鋼相配合；傳感器安裝盒上安裝設置上下對稱的光電門傳感器，所述的擋光桿設置在兩個光電門傳感器之間。

所述的一種測量切變模量的扭擺實驗儀，其特征在于所述的立柱上方的末端配合設置立柱端蓋。

所述的一種測量切變模量的扭擺實驗儀，其特征在于所述的傳感器安裝盒通過七角旋鈕與立柱螺接配合。

所述的一種測量切變模量的扭擺實驗儀，其特征在于所述的安裝座通過螺栓與立柱螺接配合。

所述的一種測量切變模量的扭擺實驗儀，其特征在于所述的三角底座上設置有調節平衡的七角旋鈕。

所述的一種測量切變模量的扭擺實驗儀，其特征在于所述的圓環采用鐵質材料制成。

本實用新型結構簡單緊湊，體積小，用于物理教學系統中，測量單根不同材料的切變模量，該實驗儀能讓實驗者了解物體的轉動慣量、切變模量概念和原理，掌握物體的轉動慣量、切變模量的測量方法。

附圖說明

圖1為扭擺實驗儀主視圖；

圖2為圓環豎直放置剖視圖；

圖3為圓環水平放置剖視圖；

圖中：1-調節平衡的七角旋鈕；2-圓環；3-擋光桿；4-橫梁；5-鎖緊螺母；6-磁鋼；7-被測材料；8-固定被測材料的套管；9-被測材料夾螺栓；10-立柱端蓋；11-安裝座；12-立柱；13-光電門傳感器；14-傳感器安裝盒；15-七角旋鈕；16-三角底座；17-立柱鎖緊螺母。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步說明：

一種測量切變模量的扭擺實驗儀，包括三角底座16和設置在三角底座上的立柱12，在立柱12上方的末端配合設置立柱端蓋10，三角底座16上設置有調節平衡的七角旋鈕1，立柱12與三角底座16通過立柱鎖緊螺母17固定，立柱12上活動設置安裝座11和傳感器安裝盒14，被測材料7懸掛與于安裝座11和傳感器安裝盒14之間。

安裝座11通過螺栓與立柱12螺接配合，安裝座11一端設置被測材料夾螺栓9，在被測材料夾螺栓9上配合設置固定被測材料的套管8，固定被測材料的套管8上固定設置被測材料7的一端，被測材料7的另一端通過鎖緊螺母5、固定被測材料的套管8、被測材料夾螺栓9連接橫梁4，橫梁4兩端分別設置擋光桿3，橫梁4下方均勻設置三個磁鋼6，磁鋼6具有磁性，鐵質材料圓環2垂直或水平固定在橫梁4下端；傳感器安裝盒14通過七角旋鈕15與立柱12螺接配合，傳感器安裝盒14上安裝設置上下對稱的光電門傳感器13，擋光桿3設置在兩個光電門傳感器13之間。

本實用新型的扭擺實驗儀在測量材料的切變模量時，由于必須要改變圓環的放置方向，所以圓環選用鐵質材料，在與其固定的橫梁中，嵌入三只磁鋼，根據磁鋼的特性，圓環可以很好的固定在橫梁上，并且也可以方便改變圓環的放置方向。

切變模量測量方法：

光電門傳感器13的輸出信號接入到計時器中，圓環2垂直固定在橫梁4上，測量橫梁4旋轉一圈所用的時間T₁；圓環2水平固定在橫梁4上，測量橫梁4旋轉一圈所用的時間T₂；通過公式：?????????????????????????????????????????????????，公式中，L為被測材料長度（即被測材料上下固定點距離），M為圓環與橫梁模塊（包括裝在橫梁上的配件）的總質量，R為被測材料半徑，b為圓環的內半徑，c為圓環的外半徑，d為環狀剛體的厚度。而其它量都是已知量，因此可以計算出被測材料的切變模量。

最后，應當指出，以上實例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新型不限于上述實例，還可以進行其它物理量的測量，如轉動慣量的測量實驗等。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實例所作的任何修改、等同變化與修飾，均應認為屬于本實用新型的保護范圍。