CN111816037A - 一种杨氏模量自准测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种杨氏模量自准测量仪，包括反光镜和底座，所述反光镜的下方呈弧形排列三个红色激光器，且反光镜的尾部连接有反光镜支架，所述反光镜和反光镜支架的底部粘有可放置于杨氏模量平台上的支撑尖脚；所述底座的顶部安装有主轴杆，该主轴杆的外侧套设有标尺下支架、望远镜上框架、标尺上支架和望远镜下框架，且望远镜上框架和望远镜下框架之间还设置有望远镜侧板和望远镜锁紧螺丝板；本发明的有益效果是：采用红色激光定位功能和手自一体控制功能，能较快完成仪器的校准工作；采用电子摄像头和LED屏进行辅助调焦、图像清晰的调整；增加部分步进电机进行自动化调节，提高了调节的效率。

Description

一种杨氏模量自准测量仪

技术领域

本发明属于大学物理实验技术领域，具体涉及一种杨氏模量自准测量仪。

背景技术

当今市场上的诸多针对于大学物理杨氏模量测量的方法比较多，主要分为动态法和静态法测量。但是由于动态法的仪器结构复杂且昂贵，所以普通高等学校绝大多数都是采用静态法测量。在静态法中比较通用的就是用拉伸法的光杠杆测量，但是这种方法存在以下问题：

1.学生对光路的调节比较困难，需要校对望远镜、反光镜和标尺等，且单人独立操作完成比较困难，需要来回跑动，增加额外的时间消耗；

2.目镜可观测范围较小，当学生比较多时，会造成老师讲解困难，无法令所有学员对测量过程中的实验现象明确了解；

3.自动化程度较低，绝大部分都是手动调节。

为了提供一种能自动校正仪器，并且便于教学和实验观察的杨氏模量测量仪器，为此我们提供一种杨氏模量自准测量仪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杨氏模量自准测量仪，提供一种能自动校正仪器，并且便于教学和实验观察的杨氏模量测量仪器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种杨氏模量自准测量仪，包括反光镜和底座，所述反光镜的下方呈弧形排列三个红色激光器，且反光镜的尾部连接有反光镜支架，所述反光镜和反光镜支架的底部粘有可放置于杨氏模量平台上的支撑尖脚；所述底座的顶部安装有主轴杆，该主轴杆的外侧套设有标尺下支架、望远镜上框架、标尺上支架和望远镜下框架，且望远镜上框架和望远镜下框架之间还设置有望远镜侧板和望远镜锁紧螺丝板，所述望远镜下框架的顶部通过螺栓固定有望远镜，且望远镜上安装有摄像头，该望远镜下框架的底部固定有LED屏幕，该LED屏幕的后表面安装有感光板、散热片及单片机控制器，所述LED屏幕上设置有和摄像头连接的数据线，所述LED屏幕上还设置有电源线，该电源线的端部设置有电源插头；所述底座的顶部位于主轴杆的一侧设置有带刻度的标尺，且带刻度的标尺通过标尺下支架和标尺上支架上的内爪稳固。

优选的，所述标尺下支架上还安装有步进电机，该步进电机的输出轴连接有步进电机螺杆，且步进电机螺杆分别与望远镜上框架、望远镜下框架连接。

优选的，所述望远镜锁紧螺丝板上设置有望远镜锁紧长螺丝，且望远镜锁紧长螺丝贯穿望远镜锁紧螺丝板，并连接有可紧贴主轴杆的望远镜锁紧片。

优选的，所述望远镜下框架上还设置有微调望远镜高度的望远镜支撑螺丝。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用红色激光定位功能和手自一体控制功能，能较快完成仪器的校准工作；

(2)采用电子摄像头和LED屏进行辅助调焦、图像清晰的调整；

(3)增加部分步进电机进行自动化调节，提高了调节的效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图中：1、反光镜；2、红色激光器；3、反光镜支架；4、底座；5、主轴杆；6、标尺下支架；7、LED屏幕；8、数据线；9、摄像头；10、望远镜上框架；11、步进电机螺杆；12、标尺上支架；13、带刻度的标尺；14、望远镜；15、望远镜下框架；16、电源线；17、电源插头；19、望远镜侧板；20、感光板；21、散热片及单片机控制器；22、步进电机；23、望远镜锁紧片；25、望远镜锁紧螺丝板；26、望远镜支撑螺丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种杨氏模量自准测量仪，包括反光镜1和底座4，反光镜1的下方呈弧形排列三个红色激光器2，且反光镜1的尾部连接有反光镜支架3，反光镜1和反光镜支架3的底部粘有可放置于杨氏模量平台上的支撑尖脚；底座4的顶部安装有主轴杆5，该主轴杆5的外侧套设有标尺下支架6、望远镜上框架10、标尺上支架12和望远镜下框架15，且望远镜上框架10和望远镜下框架15之间还设置有望远镜侧板19和望远镜锁紧螺丝板25，望远镜下框架15的顶部通过螺栓固定有望远镜14，且望远镜14上安装有摄像头9，该望远镜下框架15的底部固定有LED屏幕7，该LED屏幕7的后表面安装有感光板20、散热片及单片机控制器21，LED屏幕7上设置有和摄像头9连接的数据线8，摄像头9从望远镜14的末端(目镜)获取实验图像，LED屏幕7上还设置有电源线16，该电源线16的端部设置有电源插头17，便于获取电力；底座4的顶部位于主轴杆5的一侧设置有带刻度的标尺13，且带刻度的标尺13通过标尺下支架6和标尺上支架12上的内爪稳固。

本实施例中，优选的，标尺下支架6上还安装有步进电机22，该步进电机22的输出轴连接有步进电机螺杆11，且步进电机螺杆11分别与望远镜上框架10、望远镜下框架15连接，有助于微调望远镜14的位置。

本实施例中，优选的，望远镜锁紧螺丝板25上设置有望远镜锁紧长螺丝，且望远镜锁紧长螺丝贯穿望远镜锁紧螺丝板25，并连接有可紧贴主轴杆5的望远镜锁紧片23，使得望远镜上框架10和望远镜下框架15能够定位，防止下滑。

本实施例中，优选的，望远镜下框架15上还设置有微调望远镜14高度的望远镜支撑螺丝26。

本发明的工作原理及使用流程：感光板20用于接收从三个红色激光器2中发出的光信号，并将收到的信号传递给散热片及单片机控制器21，令其处理数据，单片机计算后，再控制步进电机22转动步进电机螺杆11微调望远镜14位置；

LED屏幕7用于播放摄像头9拍摄的实验现象，LED屏幕7通过数据线8与摄像头9相连，摄像头9从望远镜14的末端(目镜)获取实验图像。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种杨氏模量自准测量仪，包括反光镜(1)和底座(4)，其特征在于：所述反光镜(1)的下方呈弧形排列三个红色激光器(2)，且反光镜(1)的尾部连接有反光镜支架(3)，所述反光镜(1)和反光镜支架(3)的底部粘有可放置于杨氏模量平台上的支撑尖脚；所述底座(4)的顶部安装有主轴杆(5)，该主轴杆(5)的外侧套设有标尺下支架(6)、望远镜上框架(10)、标尺上支架(12)和望远镜下框架(15)，且望远镜上框架(10)和望远镜下框架(15)之间还设置有望远镜侧板(19)和望远镜锁紧螺丝板(25)，所述望远镜下框架(15)的顶部通过螺栓固定有望远镜(14)，且望远镜(14)上安装有摄像头(9)，该望远镜下框架(15)的底部固定有LED屏幕(7)，该LED屏幕(7)的后表面安装有感光板(20)、散热片及单片机控制器(21)，所述LED屏幕(7)上设置有和摄像头(9)连接的数据线(8)，所述LED屏幕(7)上还设置有电源线(16)，该电源线(16)的端部设置有电源插头(17)；所述底座(4)的顶部位于主轴杆(5)的一侧设置有带刻度的标尺(13)，且带刻度的标尺(13)通过标尺下支架(6)和标尺上支架(12)上的内爪稳固。

2.根据权利要求1所述的一种杨氏模量自准测量仪，其特征在于：所述标尺下支架(6)上还安装有步进电机(22)，该步进电机(22)的输出轴连接有步进电机螺杆(11)，且步进电机螺杆(11)分别与望远镜上框架(10)、望远镜下框架(15)连接。

3.根据权利要求1所述的一种杨氏模量自准测量仪，其特征在于：所述望远镜锁紧螺丝板(25)上设置有望远镜锁紧长螺丝，且望远镜锁紧长螺丝贯穿望远镜锁紧螺丝板(25)，并连接有可紧贴主轴杆(5)的望远镜锁紧片(23)。

4.根据权利要求1所述的一种杨氏模量自准测量仪，其特征在于：所述望远镜下框架(15)上还设置有微调望远镜(14)高度的望远镜支撑螺丝(26)。

Images