CN1391096A - 倒挂式杨氏模量测量仪 - Google Patents

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Abstract

一种倒挂杨式氏模量测量仪，由足架、支柱固定板、支柱、上夹头、下夹头、光杠杆支承板、滑轮支承板，滑轮和砝码挂盘等部件构成。本发明能将待测钢丝的有效长度由一般的半米左右延长到一米以上；光杠杆的放置高度可升至操作员的坐姿或站姿的平视高度，无须蹲姿观测；并能有效地消除因加、减砝码而造成的待测钢丝的晃动；还可免去对测量仪竖直度的调节。

Description

倒挂式杨氏模量测量仪
本发明属于物理实验仪器技术领域，是一种可使杨氏模量的测量更方便、更准确，成功率更高的实验仪器。
目前，公知的杨氏模量测量仪都是采用的顺挂式，也称悬挂式。这种仪器有四个明显的缺点，一是砝码盘及挂钩的长度占据了测量仪近一半的高度，从而使待测钢丝的有效长度(即上、下夹头之间的距离)局限在半米左右，二是光杠杆的放置高度太低(若增加放置高度则须进一步缩短待测钢丝的长度)，操作员须蹲姿观测，这会使操作员极易疲劳，若将测量仪置于某一高台上，虽可缓解这个问题，但是会给待测钢丝的长度测量造成困难并有摔下的危险；三是由于待测钢丝处于悬挂状态，加、减砝码时，即使是轻微的动作也会造成待测钢丝晃动和震动，因而干扰观测、读数；四是测量仪的竖直度须依赖三个足架螺钉的调节，否则会造成光杠杆支承板的夹头孔壁与夹头的磨擦，增大测量误差，但测量仪竖直度的判断却依赖于目测，这既增加了调节难度，又耗费了时间。
本发明的目的是提供一种倒挂式杨氏模量测量仪，以彻底解决前述的四个问题。
本发明的方案是这样实现的：两根支柱与支柱固定板成螺纹连接，再用螺栓将支柱固定板和足架连接。待测钢丝的一端先被下夹头夹紧后，再自下夹头固定板的中心孔穿出，由于下夹头的尾部尺寸大于下夹头固定板的夹头孔径，因而不能向上穿越下夹头固定板，因此下夹头成为待测钢丝的固定端。下夹头固定板用紧固螺钉定位于紧靠两支柱的下端，钢丝的另一端穿越上夹头后绕过滑轮与砝码盘挂钩连接，然后将光杠杆支承板用紧固螺钉定位于一适当高度，使其尽可能与操作员的平视高度一致。调节上夹头的位置使其上端面与光杠杆支承板的上端面平齐后，将钢丝夹紧，至此，上夹头成为待测钢丝的活动端。上夹头与光杠杆支承板的夹头孔成间隙配合。最后微调滑轮轴的位置，当上夹头外周与光杠杆支承板的夹头孔壁的间隙均匀后将滑轮轴的位置固定。
由于采用了上述技术方案，待测钢丝的有效长度可与两支柱的总长度接近，长达一米以上，可使该项测量结果高达四位有效数字，而待测钢丝越长，其测量的相对误差越小；在测量仪直接放置于地面的情况下，操作员可方便地选择坐姿或站姿观测，而无须蹲在地上；由于穿越上夹头的钢丝绕过一滑轮，因此加、减砝码的震动可通过滑轮由整个测量仪吸收，而不会造成待测钢丝的晃动由于上夹头与光杠杆支承板的夹头孔成均匀间隙配合，因而测量操作不依赖地面的水平度，测量仪的竖直度无关，从而可省去足架螺钉的调节，为测量节省了时间。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图中，1.足架  2.支柱固定板  3.下夹头固定板  4.下夹头  5.紧固螺钉  6.支柱  7.砝码盘  8.待测钢丝  9.光杠杆支承板  10.光杠杆  11.上夹头  12.滑轮支承板  13.滑轮
附图中，支柱(6)与支柱固定板(2)用螺纹连接，支柱固定板(2)通过螺栓与足架(1)连接，下夹头固定板(3)、光杠杆支承板(9)和滑轮支承板(12)用紧固螺钉(5)依次固定在支柱(6)上，滑轮(13)被固定在滑轮支承板(12)上，待测钢丝(8)的下端通过下夹头(4)和下夹头固定板(3)固定于两支柱(6)的下部中央，其上端穿过上夹头(11)再绕过滑轮(13)与砝码盘(7)的挂钩连接，光杠杆(10)的两前足放置在光杠杆支承板(9)上端前沿，其后足置于上夹头(11)的上端面，最后微调滑轮(13)的轴在滑轮支承板(12)上的位置，当上夹头(11)处于光杠杆支承板(9)的夹头孔的中心位置时，紧固滑轮轴的位置。至此，倒挂式杨氏模量测量仪的安装，调试即告结束。

Claims (4)

1、一种倒挂式杨氏模量测量仪，由足架、支柱固定板、下夹头固定板、下夹头、支柱、待测钢丝、上夹头、光杠杆支承板、光杠杆、滑轮支承板、滑轮和砝码盘等部件构成，其特征是：下夹头固定板、光杠杆支承板和滑轮支承板用紧固螺钉依次固定在支柱上，滑轮被固定在滑轮支承板上，待测钢丝的下端通过下夹头和下夹头固定板固定于两支柱下部中央，其上端穿过上夹头并绕过滑轮与砝码盘的挂钩连接。
2、根据权利要求1所述的倒挂式杨氏模量测量仪，其特征是：下夹头构成待测钢丝的固定端，上夹头构成待测钢丝的活动端。
3、根据权利要求1所述的倒挂式杨氏模量测量仪，其特征是：下夹头尾部的直径大于下夹头固定板的中心孔径。
4、根据权利要求1所述的倒挂式杨氏模量测量仪，其特征是：上夹头与光杠杆支承板的夹头孔成均匀间隙配合。
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