[發明專利]基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201710024137.4
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106908325B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 常相輝;劉其軍;樊代和;周賢永;賈欣燕;宋世軍;魏云;牟茁;孟赟
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/14
• 分類號: G01N3/14;G01B11/02;G01B11/26
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏;王偉

1.一種基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置，其特征在于：包括豎直設置的支架(1)，支架上設有轉軸(2)，轉軸(2)上設有均可繞轉軸(2)轉動的轉動臂(3)和光柵(4)；轉動臂(3)上設有平行光源(5)，支架(1)上設有用于觀察光柵(4)衍射光的望遠鏡(6)，望遠鏡(6)和平行光源(5)分別位于光柵(4)兩側，平行光源(5)發出的光線指向光柵(4)；

轉動臂(3)與試件下端相連，試件上端固定；光柵(4)與游標轉盤(8)相連，游標轉盤(8)可隨著光柵(4)一起轉動，支架(1)上設有刻度盤(9)，游標轉盤(8)和刻度盤(9)配合可讀取光柵(4)的轉動角度。

2.根據權利要求1所述的基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置，其特征在于：所述支架(1)下端與底座(10)相連，支架(1)下端一側設有齒板(11)，底座(10)上設有與齒板(11)配合的調節齒輪(12)。

3.根據權利要求2所述的基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置，其特征在于：所述底座(10)上設有用于固定調節齒輪(12)的固定螺釘(13)。

4.根據權利要求1所述的基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置，其特征在于：所述轉動臂(3)與連接件(7)可轉動連接，試件下端穿過連接件(7)與掛鉤相連。

5.根據權利要求1所述的基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置，其特征在于：所述游標轉盤(8)上設有兩個游標，兩個游標設于游標轉盤(8)上相隔180度的對稱位置。

6.根據權利要求1所述的基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置，其特征在于：所述光柵(4)通過定位螺釘(14)安裝在固定夾片(15)上，固定夾片(15)與轉軸(2)可轉動連接。

7.根據權利要求6所述的基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置，其特征在于：所述固定夾片(15)可通過鎖死螺釘(16)與轉軸(2)固定。

8.一種基于權利要求1-7任一所述的基于光柵衍射的楊氏模量微小伸長量測量裝置的楊氏模量微小伸長量測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、調節游標轉盤，使光柵平面垂直于水平面，打開平行光源，調整望遠鏡，使零級衍射光與望遠鏡視野中的橫向叉絲重合，記下此時游標轉盤相隔180度對稱位置兩個游標的讀數α₁和α₂；

S2、調整轉動臂，使第k級衍射光與望遠鏡視野中的橫向叉絲重合，此時轉動臂與水平位置的夾角為使試件處于伸張狀態，上端固定，下端與轉動臂相連；

S3、使用拉力計在試件下端加載一個砝碼，轉動臂將在原來的基礎上增加Δθ角度，望遠鏡視野中第k級衍射光將偏離橫向叉絲位置；

S4、待穩定后，轉動光柵，使第k級衍射光再次與望遠鏡視野中的橫向叉絲重合，讀取此時游標轉盤相隔180度對稱位置兩個游標的讀數α′₁和α′₂，則光柵轉動了角度，若光柵轉動方向為逆時針，則試件的伸長量為：

若步驟S4中光柵轉動方向為順時針，則試件的伸長量為：

其中d為光柵常數，λ為平行光源發出的入射光波長，b為試件到轉軸中心的水平距離。