[實用新型]測量金屬絲楊氏模量的實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520101431.7
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN204389298U
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 盧洪超
• 申請（專利權）人: 盧洪超
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G09B23/10
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 蘇雪雪

技術領域

本實用新型涉及一種教學實驗設備，具體涉及一種測量金屬絲楊氏模量的實驗裝置。

背景技術

彈性材料承受正向應力時會產生正向應變，在形變量沒有超過對應材料的一定彈性限度時，定義正向應力與正向應變的比值為這種材料的楊氏模量。楊氏模量的大小標志了材料的剛性，楊氏模量越大，越不容易發(fā)生形變。現(xiàn)有高中、大學物理教材和實驗儀器中檢測金屬絲楊氏模量的方法有兩種，其一是拉伸法，在金屬絲的下端懸掛砝碼盤拉伸金屬絲，同時利用顯微鏡觀察連接在金屬絲上的標尺的位移，由于這一位移非常小，需要精密的顯微鏡和細致的觀察，稍有疏忽就會造成很大誤差甚至造成實驗失敗；第二種方法是光杠桿放大法，在懸掛金屬絲的支架上安裝一個45度傾斜的反光鏡，反光鏡的一個角落與金屬絲連接，金屬絲的伸縮可以帶動反光鏡做俯仰動作，在支架的一側安裝水平發(fā)射的光源和垂直設置的標尺，光源發(fā)出的光線照射到反光鏡上再反射到標尺上。當金屬絲的伸縮帶動反光鏡產生輕微的俯仰動作時，反應到標尺上的光斑會有較大的位移。這種光杠桿放大法實驗結果比較直觀，無需借助精密的儀器。但由于光源與反光鏡分體設置，結構不夠緊湊，前期調整比較麻煩。

發(fā)明內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、操作方便、可直觀顯示實驗結果的測量金屬絲楊氏模量的實驗裝置。

為了達到以上目的，本實用新型所采用的技術方案如下：

本實用新型所述測量金屬絲楊氏模量的實驗裝置包括龍門架以及上端固定連接在龍門架上、下端懸掛砝碼盤的金屬絲，所述龍門架的橫梁上安裝有垂直向下發(fā)射的激光發(fā)射器，在激光發(fā)射器的下方設置有反光鏡，所述反光鏡水平設置，反光鏡的一端鉸接在龍門架的一側立柱上，反光鏡的另一端固定連接在金屬絲上；所述龍門架的一側立柱上嵌裝有水平設置的軸套，所述軸套的內腔中插裝水平軸，所述反光鏡通過至少兩個掛耳鉸接在水平軸的兩端。

所述橫梁上帶有垂直設置的導向孔，所述導向孔的上方安裝有絞輪，所述金屬絲的上端穿過導向孔連接在絞輪上。

在軸套的一端設置有調節(jié)裝置，所述調節(jié)裝置是設置在龍門架的立柱與軸套之間的螺栓以及配套螺母。

采用上述技術方案后，該測量金屬絲楊氏模量的實驗裝置采用垂直發(fā)射的激光放大金屬絲的拉伸長度，結構緊湊、操作方便，可直觀顯示實驗結果。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。

圖2是圖1實施例的A-A剖視圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述測量金屬絲楊氏模量的實驗裝置包括龍門架1以及上端固定連接在龍門架1上、下端懸掛砝碼盤2的金屬絲3，所述龍門架1的橫梁4上安裝有垂直向下發(fā)射的激光發(fā)射器5，在激光發(fā)射器5的下方設置有反光鏡6，所述反光鏡6水平設置，反光鏡6的一端鉸接在龍門架1的一側立柱上，反光鏡6的另一端固定連接在金屬絲3上。所述龍門架1的一側立柱上嵌裝有水平設置的軸套9，所述軸套9的內腔中插裝水平軸10，所述反光鏡6通過至少兩個掛耳11、12鉸接在水平軸10的兩端。

所述橫梁4上帶有垂直設置的導向孔，所述導向孔的上方安裝有絞輪7，所述金屬絲3的上端穿過導向孔連接在絞輪7上。

在軸套9的一端設置有調節(jié)裝置，所述調節(jié)裝置是設置在龍門架1的立柱與軸套9之間的螺栓13以及配套螺母14。

使用時，首先需要調零，在砝碼盤2空盤的狀態(tài)下，首先調節(jié)軸套9一端的調節(jié)裝置，使軸套9和水平軸10保持水平，然后調整反光鏡6與金屬絲3的連接點，使反光鏡6保持水平，激光發(fā)射器5發(fā)出的激光通過反光鏡6反射到橫梁4上的零點處；楊氏模量測定開始時，在砝碼盤2中放上一定重量的砝碼，由于金屬絲3受力拉長，反光鏡6發(fā)生偏轉，反射到橫梁4上的光斑離開零點偏移一定的距離，測量光斑與零點的距離并通過公式計算即可得知該金屬絲的楊氏模量。