CN202548019U - 一种杨氏模量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种杨氏模量测量装置，属于测量仪器技术领域。该杨氏模量测量装置包括支撑架、上卡头1、下卡头2、固定平台3、砝码钩盘4、砝码5，还包括平面反射镜6、光纤位移传感器探头7、光纤位移传感器集成箱8、以及连接光纤位移传感器探头8与光纤位移传感器集成箱8的光纤9，平面反射镜6水平固定在下卡头2的上表面，其反射面朝上，光纤位移传感器探头7垂直正对平面反射镜6的反射面。使用该测量装置测量被测材料的杨氏模量时，不仅测量精度高，测量数据稳定，而且操作简便、快捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理量的测量装置，尤其是一种用于测量固体材料的杨氏模量的测量装置，属于测量仪器技术领域。
技术背景
杨氏模量即固体材料的杨氏弹性模量，是材料力学里面描述固体材料弹性形变能力的一个重要物理量，也是工程技术中选用材料的重要参量之一。目前测量杨氏模量的方法主要是光杠杆法。光杠杆法测量杨氏模量的装置主要由光杠杆系统、支架、金属丝固件、砝码、螺旋测微器、游标卡尺、米尺等构成。测量过程中需要系统的调节整个测量装置，使从望远镜中能看到清晰的标尺的像，并从中读出每次加载或减载砝码时标尺的读数，再利用螺旋测微器测出钢丝的直径以及用米尺测出受拉伸力的钢丝的长度和反射镜到标尺的距离，而光杆杆的臂长则是通过作反射镜支架三尖角所对应的三角形底边上的高，再量出该高的长度得出的。利用传统的光杆杆法测量杨氏模量时，会出现标尺在镜中的像难出现、难调节的问题，如果在测量过程中碰动了尺镜组，则会造成测量不准确，或者不得不重新调节仪器、重新测量；且其光杆杆的臂长是通过人工作三角形的高再量出来的，由此而引入了比较大的误差。
发明内容
本实用新型提供了一种杨氏模量测量装置，该测量装置不仅测量精度高，测量数据稳定，而且操作简便、快捷，不需要在望远镜中艰难的寻找清晰的标尺像，更不需要人工作三角形的高再量出其长度。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是： 一种杨氏模量测量装置，包括支撑架、固定平台3、砝码钩盘4、砝码5、，还包括上卡头1和下卡头2；所述上卡头1是用来固定被测材料10的上端部的，该上卡头固于支撑架顶部，所述下卡头2是用来固定被测材料10的下端部的，该下卡头可以在固定平台中间的孔中自由的上下滑动，所述固定平台3固定在支撑架上；其特征在于，该测量装置还包括平面反射镜6、光纤位移传感器探头7、光纤位移传感器集成箱8、以及连接光纤位移传感器探头7与光纤位移传感器集成箱8的光纤9；所述的平面反射镜6水平固定在下卡头2的上表面，其反射面朝上，所述的传感器探头7垂直正对平面反射镜6的反射面。
使用该装置测量杨氏模量时，平面反射镜6以反射面朝上的方式固定在下卡头2的上表面，但是其边缘不得与被测材料10接触，否则就会产生摩擦力，从而为测量引入新的误差，其固定方式可以是直接粘贴上去的，也可以是其他方式固定，只要整个镜面能水平固定在下卡头2的上表面即可。根据平面反射镜6的位置，光纤位移传感器探头7可以用一个固定支架固定在反射镜的正上面方。
测量过程中，先往砝码钩盘4中加载一个砝码使被测材料铅直，等稳定后从光纤位移传感器集成箱8的位移显示窗口读出该初始位移，然后再加载砝码，稳定后读出此时的位移，则两次位移之差即为被测材料的伸长量。为了减少误差，可以依次加载多个砝码，依次读下每次加载砝码时所对应的位移，再依次减载砝码，读下每次减载时的位移，然后利用逐差法处理数据即可得出高精确的被测材料的杨氏模量。
同现有技术相比，本实用新型具有如下优点：采用光纤位移传感器来测量被测材料的微小伸长量，其精度高，并且多次测量数据稳定，从而消除传统测量时加载与减载砝码时数据不一致的现象，同时而且操作简便、快捷，不需要在望远镜中艰难的寻找清晰的标尺像，更不需要人工作三角形的高再量出其长度。
作为该技术方案的进一步改进，可以用一个起固定作用的支架把光纤位移传感器探头7固定在平面反射镜6的正上方，探头的最下端距平面反射镜6的反射面9mm～13mm，使得光纤位移传感器工作在线性区。平面反射镜（6）的口径可以为2cm～4cm，以便于水平的固定在下卡头上，并且与被测材料不接触。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图是本实用新型的结构原理示意图；
图中：1是上卡头，2是下卡头，3是固定平台，4是砝码钩盘，5砝码，6是平面反射镜，7是光纤位移传感器探头，8是光纤位移传感器集成箱，9是光纤，10是被测材料。
具体实施方式
实施利1：如附图所示，该杨氏模量测量装置包括支撑架、固定平台3、砝码钩盘4、砝码5、，还包括上卡头1和下卡头2；上卡头固于支撑架顶部，固定平台3固定在支撑架上，下卡头可以在固定平台中间的孔中自由的上下滑动。该测量装置还包括平面反射镜6、光纤位移传感器探头7、光纤位移传感器集成箱8、以及连接传感器探头7与传感器集成箱8的光纤9；平面反射镜6以粘贴的方式水平固定在下卡头2的上表面，其反射面朝上，平面反射镜的口径为2cm，传感器探头7垂直正对平面反射镜6的反射面，探头最下端距平面反射镜的反射面9mm。
实施利2：如附图所示，该杨氏模量测量装置的组成部件与实施例1是一样的，不同的是，平面反射镜的口径为3cm，探头最下端距平面反射镜的反射面11mm。
实施利3：如附图所示，该杨氏模量测量装置的组成部件与实施例1也是一样的，不同的是，平面反射镜的口径为4cm，探头最下端距平面反射镜的反射面13mm。
Claims (3)
1.一种杨氏模量测量装置，包括支撑架、固定平台（3）、砝码钩盘（4）、砝码（5），还包括上卡头（1）和下卡头（2）；上卡头（1）是用来固定被测材料（10）的上端部的，该上卡头固于支撑架顶部，下卡头（2）是用来固定被测材料（10）的下端部的，该下卡头可以在固定平台（3）中间的孔中自由的上下滑动，固定平台（3）固定在支撑架上；其特征在于，该测量装置还包括平面反射镜（6）、光纤位移传感器探头（7）、光纤位移传感器集成箱（8）、以及连接光纤位移传感器探头（7）与光纤位移传感器集成箱（8）的光纤（9）；平面反射镜（6）水平固定在下卡头（2）的上表面，其反射面朝上，传感器探头（7）垂直正对平面反射镜（6）的反射面。
2.如权利要求1所述的杨氏模量测量装置，其特征在于：所述的光纤位移传感器探头（7）的最下端距平面反射镜（6）的反射面9mm～13mm。
3.如权利要求1或2所述的杨氏模量测量装置，其特征在于：平面反射镜（6）的口径为2cm～4cm。
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| CN104990507A (zh) * | 2015-07-11 | 2015-10-21 | 赵杰 | 物体长度微小变化精细测量装置 |
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