[實用新型]光杠桿激光標線投影實驗裝置

有效

• 申請號: 201320893936.2
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN203798313U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 李林;樂培界;周小風
• 申請（專利權）人: 衢州學院;杭州精科儀器有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G09B23/06
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 王廣

技術領域

本實用新型屬于教學實驗裝置，更具體地說，是一種屬于大專院校物理力學實驗中測量微小位移的光杠桿激光標線投影實驗裝置。?

背景技術

物理力學實驗測定金屬絲、彈簧等微小伸長量常用光杠桿放大法，比如采用日光燈照亮標尺，用望遠鏡觀察光杠桿上平面鏡中標尺影像隨微小位移而改變情況，光杠桿有放大效果，可以測量微小位移。由于望遠鏡視野較小，找尋光杠桿上平面鏡中標尺影像很難，學生往往要化許多時間，且標尺影像也不是很清晰、直觀，并且合適的望遠鏡價格也校高，不適于學校實驗中應用；現階段迫切需要一種成本降低、但又直觀方便學校學生采用的新型的實驗裝置。?

申請號201210107477.0的中國專利曾公開了“一種激光反射替代望遠鏡測量金屬絲楊氏模量”的技術，其方案是：一個半導體激光器發出的激光經過固定在標尺上的一個內徑2mm、長度30mm的光闌，激光穿過標尺上的光闌后照射到光杠桿的平面反射鏡上，調節平面反射鏡的左右方向使反射回來的激光照射到標尺上，調節平面反射鏡的俯仰使反射回來的激光在標尺的中間位置附近，記錄此時激光所在位置標尺的讀數，增加砝碼，記錄砝碼增加后激光所在位置標尺的讀數。?

該專利中的“光闌”是一種附加于激光器外的、用于控制光束粗細、強弱的光學器件(有如照相機的光圈)；激光束經過一定距離外的光闌，會使得原來的光束略為減細些、減弱些，因此最后投射到物體上的圓光斑也就會變得小些和暗些。由于實驗中標尺的最小刻度一般都為1mm，因此要求顯示記錄的光點一般小于0.5mm，否則會讀不準；但是光點太小，亮度又不夠時，會讓實驗者目測起來很困難；?而且，由于光杠桿的放大作用讓光點越小越是難捕捉，因此實驗中的光杠桿如果有一點斜偏(上下偏轉同時會伴隨著左右偏轉)，或是一點震動，都很容易地使光點“跑”出了狹長的標尺面，再調回來會很費時間，使得實驗過程常常被中斷。?

該專利中也沒有專門設置一個用于調節激光方向的調節架，因此只能調整光杠桿，讓實驗裝置的初調定位較難也較費時。?

實用新型內容

本實用新型是為了克服現有技術的不足，提供一種很方便、直觀，造價低、通用性強的光杠桿激光標線投影物理實驗裝置。?

本實用新型的技術問題通過以下技術方案予以實現：?

一種光杠桿激光標線投影實驗裝置，由安裝在方向調節架中的激光標線器和平面鏡組成，所述激光標線器可在調節架中前后、旋轉活動并固定；所述方向調節架可作俯仰、左右和上下調節，使激光標線器射岀的激光光束能射至平面鏡上，并由平面鏡反射投影到安裝于立桿一側的標尺上，然后可固定住狀態。?

作為本實用新型的進一步改進，所述平面鏡的方位可由光杠桿所調節。?

本實用新型是由半導體激光標線器，方向調節架，標尺，光杠桿和激光標線器電源所組成光杠桿激光標線投影物理實驗裝置。其中：激光標線器是一種能把半導體激光芯片發出的圓形截面光束轉換成很細且很亮的線形截面光束，由于激光的發散角很小，故這種激光束投影較遠處，激光線段粗細也變化不大。本實用新型把激光線段打到光杠桿上平面鏡中，平面鏡反射至較遠位置的標尺上，標尺上可清楚看到激光線段投影在那條刻度線，構成光杠桿激光標線投影裝置，可觀察并記錄該刻度值。?

由于光杠桿上平面鏡隨微小位移而改變角度，使其反射的激光線段投影在標尺刻度位置發生改變，因此光杠桿具有“放大”作用，微小位移可使激光線段投影在標尺刻度位置發生較大改變，因而可方便?精確測量微小位移量。這種激光線段不需望遠鏡就可見，因此能很方便、快捷調整激光線段投影在標尺的初始位。?

由于采用了上述技術方案，本實用新型具有如下有益效果：?

1、學生調整儀器很方便、快捷、直觀；?

2、用激光標線器取代望遠鏡和照標尺的日光燈，儀器成本大幅減少。?

3、相比背景技術中的專利，本實用新型中的激光標線器由于發出的是一定長度的水平光線段，光線段不存在“跑”出狹長的豎標尺問題，因此只要粗略調方向調節架，就很容易調水平光線段投影到標尺上。如果光杠桿斜偏(上下偏轉同時會伴左右偏轉)，使光線段與刻度線產生夾角，也是很容易被發覺并及時糾正；如果發生震動，也只是讓光線段上下短暫模糊，不會發生找不到線段的現象。?

4、本實用新型初調定位很容易，只要旋方向調節架上的螺絲即可精準調整，光杠桿只需大致對準標尺就可，左右方向都不需精準調整。但是，如果投影到標尺上的是斜線而激光標線器基本水平，則表明光杠桿是偏差需要更換，這是作為光點不能判斷出的。?