[實用新型]用杠桿和霍爾集成器測量固體材料微小伸長量的裝置

有效

• 申請號: 201320458128.3
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN203479637U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李國峰;李劍生;毛愛華;楊友松
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G01N3/14
• 分類號: G01N3/14
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域：

本實用新型涉及一種用杠桿和霍爾集成器測量固體材料微小伸長量的裝置，屬于實驗儀器。

技術背景：

光杠桿放大法目前較為普遍地運用于“金屬絲楊氏模量的測量”、“固體線脹系數的測定”這兩個重要的物理實驗當中，用來觀測金屬絲和固體在一維方向上的微小伸長量，但現有光杠桿系統需要占用較大場地，所運用的知識較為單一。此外，相關數據通過肉眼讀取，不夠客觀、唯一；實驗人員在觀測過程中往往會對光學觀測系統造成干擾。

實驗儀器綜合化、數字化，培養學生綜合運用知識的能力，減小場地占用，避免人為干擾測量過程，數據讀取客觀、唯一，一直是高校學生用儀器的發展方向。目前，把霍爾效應和杠桿放大方法結合在一起，來測量一維方向上的微小伸長量的儀器和方法還沒有出現。

發明內容：

本實用新型的目的在于提供一種減小場地占用，避免人為干擾測量過程，數據讀取客觀、唯一的用杠桿和霍爾集成器測量固體材料微小伸長量的方法及裝置。

技術解決方案：

本實用新型包括：一級杠桿、二級杠桿，二級杠桿短臂搭接在一級杠桿長臂頂端，二級杠桿長臂下端設有霍爾集成器，霍爾集成器設置在線圈軸線上，霍爾集成器和線圈分別與控制電路連接。

進一步：一級杠桿通過左側立柱安裝在底座上，底座上設有支架，支架與底座1通過軸連接，支架能夠繞軸360度旋轉，支架上設有線圈，線圈與支架軸連接，線圈能夠繞軸360度旋轉。

所述底座還設有右側立柱，右側立柱與二級杠桿的懸架連接。

所述懸架與二級杠桿通過套筒連接，套筒上設有調節螺栓插孔。

所述一級杠桿和二級杠桿通過套筒與底座連接，套筒上設有調節螺栓插孔。

所述一級杠桿長臂上設有“凸”字形端頭；二級杠桿短臂呈“鉤”形。

所述霍爾集成器設置在線圈軸線上的滑槽內。

所述控制電路包括：霍爾集成器連接口、毫特斯拉計及顯示器、毫特斯拉計調零旋鈕、導線插孔、毫安表及顯示器、毫安表調節鈕、電源開關，霍爾集成器通過霍爾集成器連接口與毫特斯拉計調零旋鈕、毫特斯拉計及顯示器連接；線圈通過導線與導線插孔、毫安表及顯示器、毫安表調節鈕連接，電源開關外接電源連接。

本實用新型特點及優點：

本實用新型把霍爾效應和杠桿原理結合在一起，對培養學生綜合運用力學和電磁學知識的能力有助益。

1）本實用新型把霍爾集成器、杠桿、底座、支架、線圈、控制電路集合成一個測量系統；

其將霍爾集成器和兩級杠桿組成一個霍爾杠桿系統，聯合線圈提供的磁場以及控制電路內的毫特斯拉計實現對微小伸長量的測量，并通過數字式顯示器把相關數據變化顯示出來。可用于拉伸法測量金屬絲的楊氏模量，也可用于測量不同固體材料受熱時在一維方向上的伸長。其測量過程沒有人為干擾，數據客觀、唯一；結構緊湊、簡單、直觀，占用空間少，維護及使用成本低，易于在全國高校推廣。

附圖說明：

圖1?本實用新型結構示意圖；

圖2?本實用新型控制電路示意圖；

圖3?本實用新型二級杠桿、霍爾集成器及滑槽的組裝示意圖；

圖4?本實用新型支架、線圈和滑槽的組裝示意圖；

圖5為本實用新型工作原理圖。

具體實施方式：

本實用新型見圖1-4

底座1──有機玻璃制成，長80cm,寬15cm,厚2cm。上有定位孔，用以安裝立桿、線圈；

左側立柱2──采用輕質、剛性鋁合金材料制造，長度可以伸縮，其上部安裝一級杠桿；

右側立柱3──采用輕質、剛性鋁合金材料制造，長度可以伸縮，其上部安裝伸縮式可調水平懸架；

支架4──C形，用來安裝線圈；

線圈5──平均半徑為10cm,500匝；

一級杠桿6──采用輕質、剛性鋁合金制成，帶有上下足的短臂長10cm，長臂為50cm；

懸架7──伸縮式可調，采用輕質、剛性鋁合金制造；

二級杠桿8──其由輕質、剛性合金制造的中空管，短臂呈鉤形、長10cm，長臂長50cm；

霍爾集成器9──測量精度為0.001毫特斯拉；

滑槽10──固定在線圈軸線上，可帶動線圈轉動；

數據線11──穿過中空二級杠桿把霍爾集成器與主機連接；

導線12──直流導線連接線圈與控制電路；

控制電路13──包括電流表和毫特斯拉計等集成電路；