[實用新型]帶紅外測距的光杠桿系統

有效

• 申請號: 201220681737.0
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN202938792U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 張海濤;王啟銀;羅文杰
• 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: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 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帶紅外測距的光杠桿系統，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。光杠桿法測試儀測量中不足之處在于:

1、望遠鏡與光杠桿的距離要求在1.2米-1.9米之間，用鋼卷尺測量光杠桿鏡面到標尺的垂直距離時，會因水平度及鋼卷尺儀器誤差引入較大誤差。

2、光杠桿法測量儀高度達1.6米—1.8米，金屬絲的長度L要求在0.6米到1.0米之間，用鋼卷尺測量金屬絲長度時會因學生身高達不到鋼卷尺讀書位置而造成眼睛視線無法與刻度值垂直，造成因操作失誤導致測量數據不準確。

實用新型內容

本實用新型提出了一種帶紅外測距的光杠桿系統，該光桿桿系統能夠更為精確的測量光杠桿鏡面到標尺的垂直距離和金屬絲長度并且減小實驗誤差。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：一種帶紅外測距的光杠桿系統，其包含平面鏡、望遠鏡、標尺、橫梁、和砝碼，其特征在于：在望遠鏡尺組和橫梁的水平面上分別安裝紅外測距儀，同時在平臺上安裝兩塊反光鏡，第一反光鏡與平面鏡水平，第一紅外測距儀與標尺水平并與第一反光鏡在同一高度，第二紅外測距儀下端與被測物頂端水平，第二反光鏡的反射面與夾具平面水平。

優選地，所述紅外測距儀的反光鏡為一塊棱鏡。它是立方體玻璃的一個角，具有三個相互垂直的反射角，故又稱為角反射器。其正向有加工成矩形或圓形的不同品種二棱鏡式反射器的主要特點是反射光線平行于入射光線。在安置反光鏡時，不要求嚴格對準主機的方向，用眼睛估準即可。

優選地，所述紅外測距儀具有用于顯示測量的數值的LCD顯示面板。

本實用新型的帶紅外測距的光杠桿系統與傳統的光杠桿系統操作基本相同，但是使用紅外測距儀測量在光杠桿鏡面至標尺之間的距離和金屬絲長度，因而精度高、誤差小。

附圖說明

圖1是本實用新型的帶紅外測距的光杠桿系統的示意圖；

圖2是本實用新型的帶紅外測距的光杠桿系統中紅外測距儀的電路原理圖。

其中附圖標記分別代表：1.金屬絲，2.夾具圓孔，3.平面鏡，4.砝碼，5.望遠鏡，6.標尺，7.第一紅外測距儀，8.第一反光鏡，9.第二紅外測距儀，10.第二反光鏡。

具體實施方式

本實用新型的帶紅外測距儀的光杠桿系統的示意圖如圖1所示，砝碼4拉長金屬絲1產生形變，平臺上金屬絲1可以通過夾具圓孔2可以上下滑動，拖動平面鏡3后足尖下墜，平面鏡3發生傾斜，平面鏡3的傾斜程度由望遠鏡5和標尺6讀出，第一反光鏡8與平面鏡3水平，第一紅外測距儀7與標尺6水平并與第一反光鏡8在同一高度，第一反光鏡8和第一紅外測距儀用于測量在光杠桿鏡面至標尺之間的距離。第二紅外測距儀9和與之配套的第二反光鏡10用于測量金屬絲1的長度。第二紅外測距儀9下端與金屬絲1頂端水平，第二反光鏡10的反射面與夾具平面水平。第一反光鏡8和第二反光鏡10均為棱鏡。第一紅外測距儀7和第二紅外測距儀9均具有用于顯示測量的數值的LCD顯示面板。

該帶紅外測距的光杠桿系統中紅外測距儀的電路主要由紅外發射電路、紅外接收電路、A/D轉換電路、單片機、鍵盤接口電路及LCD顯示電路等組成。其原理圖如附圖2所示：其工作原理為：單片機上電發射紅外信號，由鍵盤控制紅外接收電路以及A/D轉換電路的工作，將轉換結果通過單片機處理后送到LCD顯示屏，顯示被測距離。