[實用新型]楊氏模量測量儀

有效

• 申請號: 201220680678.5
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN202974770U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 張海濤;楊北革;趙銳
• 申請（專利權）人: 山西省電力公司大同供電分公司;國家電網公司
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王宇楊;胡時冶

技術領域

本實用新型涉及一種教學實驗設備，具體指利用拉伸法測定金屬絲的楊氏模量的實驗儀，屬于物理實驗測量技術領域。

背景技術

在外力作用下，固體所發生的形狀變化成為形變。它可分為彈性形變和塑性形變兩種。本實驗中，只研究金屬絲彈性形變，為此，應當控制外力的大小，以保證外力去掉后，物體能恢復原狀。

最簡單的形變是金屬絲受到外力后的伸長和縮短。金屬絲長L，截面積為S，沿長度方向施力F后，物體的伸長ΔL，則在金屬絲的彈性限度內，有：

E=FSΔLL]]>

我們把E稱為楊氏彈性模量。在物理試驗中，常將條形物體（如鋼絲、金屬桿等）沿縱向的彈性模量叫楊氏模量。

拉伸法是利用掛鉤配合固定砝碼對金屬絲施加拉力，然后利用光杠桿放大金屬絲的微小伸長量并進行測量。光杠桿法測試儀的不足之處在于:

1、每次改變砝碼質量后金屬絲都會出現擺動，須待其穩定下來之后方可測量，也因此受環境條件影響較大，一些小的振動及較大的空氣流動都會對實驗造成影響;

2、砝碼質量是固定的，不能根據測量對象靈活選擇拉力的大小，從而在很大程度上限制了測量對象的范圍。

實用新型內容

為了解決了光杠桿法測試儀穩定性方面的問題，本實用新型提供一種操作方便、讀數清晰、測量精確的金屬絲楊氏模量測量儀。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種楊氏模量測量儀，其包括：光杠桿、望遠鏡、掛鉤和標尺，其特征在于：與被測物連接的掛鉤下端連接液壓加力裝置，所述液壓加力裝置的壓力盒內腔底部安裝有液囊，液囊下表面接觸壓力盒內腔底部表面，液囊上表面與壓力傳感器接觸，所述壓力傳感器與左右對稱布置的兩根伸出壓力盒內腔的承力桿連接，承力桿的另一端通過固定帽固定在橫梁上；通過液壓調節閥調節所述液囊的壓力，從而對被測物體施加軸向拉力。

優選地，所述壓力傳感器為電阻應變片壓力傳感器。

優選地，所述壓力傳感器具有顯示壓力數值的數顯液晶屏。

本實用新型旨在改進光杠桿系統的測量方法，只需在原有實驗儀器的基礎上，將由掛鉤跟砝碼構成的加力機構用壓力傳感器和液壓加力裝置替代。本儀器在加力機構部分使用高精度電阻應變片壓力力傳感器配合液壓加力裝置，可以有效地解決儀器穩定性問題。由于通過旋轉液壓調節閥調節液壓，令液囊對壓力盒施加壓力，液壓加力裝置配合液囊通過掛鉤對測試對象施加拉力；固定帽和承力桿懸掛的電阻應變片壓力傳感器可以實時測量壓力大小，可以保證系統隨時都處于穩定狀態，實現即加力，即測量，從而避免了“砝碼十掛鉤”形式引起的測試對象晃動的問題，同時外界振動及空氣流動不會對儀器造成任何影響。并可以針對不同的測量對象靈活、精確地選取適當的拉力，如對楊氏模量大的測試對象可以選擇施加大的拉力，反之可以選擇施加小的拉力，拉力的大小可以直觀地通過壓力傳感器反映出來，并通過數顯液晶屏顯示施加的拉力大小，從而避免了砝碼質量固定對測試對象范圍的限制。

附圖說明

圖1是本實用新型的拉伸法楊氏模量測量儀的示意圖；

圖2是本實用新型的拉伸法楊氏模量測量儀中液壓加力裝置的結構示意圖。

圖中附圖標記分別代表：1.金屬絲，2.光杠桿，3.液壓加力裝置，4，標尺，5.望遠鏡，6.固定帽，7.橫梁，8.壓力傳感器，9.數顯液晶屏，10.液囊，11.壓力盒，12.液壓調節閥。

具體實施方式

一種楊氏模量測量儀，其包括：光杠桿、望遠鏡、掛鉤和標尺，其特征在于：與被測物連接的掛鉤下端連接液壓加力裝置，所述液壓加力裝置的壓力盒內腔底部安裝有液囊，液囊下表面接觸壓力盒內腔底部表面，液囊上表面與具有顯示壓力數值的數顯液晶屏的電阻應變片壓力傳感器接觸。所述壓力傳感器與左右對稱布置的兩根伸出壓力盒內腔的承力桿連接，承力桿的另一端通過固定帽固定在橫梁上；通過液壓調節閥調節所述液囊的壓力，從而對被測物體施加軸向拉力。

由于通過旋轉液壓調節閥調節液壓，令液囊對壓力盒施加壓力，液壓加力裝置配合液囊通過掛鉤對測試對象施加拉力，可以保證系統隨時都處于穩定狀態，實現即加力，即測量，從而避免了“砝碼十掛鉤”形式引起的測試對象晃動的問題，同時外界振動及空氣流動不會對儀器造成任何影響。并可以針對不同的測量對象靈活、精確地選取適當的拉力，如對楊氏模量大的測試對象可以選擇施加大的拉力，反之可以選擇施加小的拉力，拉力的大小可以直觀地通過壓力傳感器反映出來，并通過數顯液晶屏顯示施加的拉力大小，從而避免了砝碼質量固定對測試對象范圍的限制。