[實(shí)用新型]一種基于惠斯通電橋的楊氏模量測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821427009.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN209265789U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航空學(xué)院
• 主分類號(hào): G09B23/10
• 分類號(hào): G09B23/10;G01N3/14
• 代理公司: 深圳國海智峰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44489
• 代理人: 王慶海;劉軍鋒

本實(shí)用新型涉及物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種基于惠斯通電橋的楊氏模量測(cè)量裝置，包括楊氏模量測(cè)定儀、惠斯通電橋、多個(gè)砝碼以及待測(cè)金屬絲，其中：待測(cè)金屬絲豎直放置，且其上下兩端分別固定在楊氏模量測(cè)定儀上，待測(cè)金屬絲與楊氏模量測(cè)定儀之間相互絕緣；砝碼勾掛在待測(cè)金屬絲的下端，且對(duì)待測(cè)金屬絲產(chǎn)生向下拉力，使待測(cè)金屬絲發(fā)生形變；待測(cè)金屬絲的兩端接入惠斯通電橋作為待測(cè)電阻，惠斯通電橋的檢流計(jì)通過待測(cè)金屬絲的形變產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的基于惠斯通電橋的楊氏模量測(cè)量裝置，測(cè)量精度更高，操作更加簡(jiǎn)便易行，運(yùn)用于教學(xué)中，使現(xiàn)有單純的力學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為力學(xué)與電學(xué)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，具有更強(qiáng)的綜合性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于惠斯通電橋的楊氏模量測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

楊氏模量是表征在彈性限度內(nèi)物質(zhì)材料抗拉或抗壓的物理量，是沿縱向的彈性模量。楊氏模量是工程技術(shù)設(shè)計(jì)中常用的參數(shù)，其測(cè)定對(duì)于研究金屬材料、光纖材料、半導(dǎo)體、納米材料、聚合物等材料的力學(xué)性能有著十分重要的意義。楊氏模量的測(cè)定方法有拉伸法、彎曲法、振動(dòng)法和內(nèi)耗法，其中靜態(tài)拉伸法是物理實(shí)驗(yàn)中常用的測(cè)量方法。

楊氏模量測(cè)量過程中，測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度的微小變化是最關(guān)鍵的工作。一般的長(zhǎng)度測(cè)量工具難以測(cè)量金屬絲的微小伸長(zhǎng)量，常用的測(cè)量方法是光杠桿放大法，此方法測(cè)量精度尚可，但操作難度較大，測(cè)量效率較低。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于惠斯通電橋的楊氏模量測(cè)量裝置。

一種基于惠斯通電橋的楊氏模量測(cè)量裝置，包括楊氏模量測(cè)定儀、惠斯通電橋、多個(gè)砝碼以及待測(cè)金屬絲，其中：

待測(cè)金屬絲豎直放置，且其上下兩端分別固定在楊氏模量測(cè)定儀上，待測(cè)金屬絲與楊氏模量測(cè)定儀之間相互絕緣；

砝碼勾掛在待測(cè)金屬絲的下端，且對(duì)待測(cè)金屬絲產(chǎn)生向下拉力，使待測(cè)金屬絲發(fā)生形變；

待測(cè)金屬絲的兩端接入惠斯通電橋作為待測(cè)電阻，惠斯通電橋的檢流計(jì)通過待測(cè)金屬絲的形變產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，楊氏模量測(cè)定儀包括底座、安裝在底座上的兩個(gè)立柱、固定安裝在兩個(gè)立柱頂端的橫梁、與橫梁相互平行且沿兩個(gè)立柱上下滑動(dòng)的支桿，其中：

橫梁的下方與支桿的上方分別設(shè)有第一固定夾和第二固定夾，待測(cè)金屬絲的兩端分別通過第一固定夾和第二固定夾固定；

支桿下方設(shè)有掛鉤，砝碼懸掛在掛鉤上對(duì)支桿產(chǎn)生向下拉力，進(jìn)而拉動(dòng)待測(cè)金屬絲發(fā)生形變。

進(jìn)一步的，惠斯通電橋的比率臂和比較臂均為連續(xù)可調(diào)電阻。

進(jìn)一步的，惠斯通電橋的接入電壓為直流3V、6V或15V。

進(jìn)一步的，惠斯通電橋?yàn)榛菟雇姌蛳?，其中?/p>

惠斯通電橋箱外部設(shè)有用于接入待測(cè)金屬絲的兩個(gè)待測(cè)電阻接線端，待測(cè)電阻接線端通過導(dǎo)線與待測(cè)金屬絲電連接。

進(jìn)一步的，導(dǎo)線為銅芯線。

進(jìn)一步的，待測(cè)金屬絲為鋼絲或鐵絲。

進(jìn)一步的，砝碼重0.5Kg。

本實(shí)施例的基于惠斯通電橋的楊氏模量測(cè)量裝置，采用了惠斯通電橋，利用電學(xué)參量的測(cè)量來實(shí)現(xiàn)楊氏模量的測(cè)量，將傳統(tǒng)的金屬絲微小型變量轉(zhuǎn)換成電阻值、電流值等電學(xué)量，與傳統(tǒng)測(cè)量相比，本實(shí)用新型的測(cè)量精度更高，操作更加簡(jiǎn)便易行，運(yùn)用于教學(xué)中，使現(xiàn)有單純的力學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為力學(xué)與電學(xué)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，具有更強(qiáng)的綜合性，也豐富了楊氏模量的測(cè)量方法。

附圖說明