CN207907833U - 一种光杠杆测微系统所用的标尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光杠杆测微系统所用的标尺，该标尺附设有光照装置，该光照装置能够调节发出光的颜色和光的亮度，并可将发出的光照射到标尺上。当标尺和所应用的杨氏模量仪或热胀系数测定仪等仪器颜色，或者和操作者所穿着衣服颜色相同或相近时，可以通过调整尺子颜色解决寻找标尺像困难的问题。

Description

一种光杠杆测微系统所用的标尺

技术领域

本实用新型涉及一种光杠杆测微系统所用的标尺，主要应用于微小伸长或压缩量的测量以及杨氏模量、热胀系数测定等高等院校物理实验教学。

背景技术

带有平面反射镜的光杠杆、固定平台、望远镜和标尺组成光杠杆测微系统，可以测量物体微小的形变（大学物理实验，王玉国 等编，科学出版社，2014，P.68）。该测微系统常常用于物体微小伸长或压缩量的测量，在拉伸法测量杨氏模量以及热胀系数测定等高等院校物理实验教学中也有广泛应用。光杠杆测微系统能有效工作的前提是在望远镜中观察到标尺在平面镜中清晰的像，但目前通常所用的标尺底色是银白色，而杨氏模量仪和热胀系数测定仪一般也呈银白色，由于望远镜视场极为有限，因此通常很难找到标尺的像，在晚间等光线不足时或操作者穿着白色等颜色相近服装时更是如此。李健提出用彩色标尺来解决该问题（专利号：CN201220720901.4），但当操作者穿着与标尺颜色相似衣服或光线不足时，该方案也同样面临难以找到标尺的问题。郭献章等人（专利号：CN201220220966.2）采用具有背光源的灯箱型标尺来作为光杠杆测微系统所用标尺，这可以解决光线不足时寻找标尺像的问题，但是当操作者穿着与标尺颜色相近衣服时寻找标尺像困难的问题依然存在。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种光杠杆测微系统所用的标尺，其可以方便的调整标尺颜色及标尺的亮度，当标尺和所应用的杨氏模量仪或热胀系数测定仪等仪器颜色，或者和操作者所穿着衣服颜色相同或相近时，可以通过调整尺子颜色解决寻找标尺像困难的问题。

本实用新型技术方案如下：一种光杠杆测微系统所用的标尺，该标尺附设有光照装置，该光照装置能够调节发出光的颜色，并能将所发出的光照射到标尺上。这个光照装置可以为背光装置，其能够对光强进行调节，以适应不同光照环境。

该光照装置采用发光二极管组作为背光光源，标尺面为白色的半透光结构。该发光二级管组由发出不同色光的二级管组成；特别的可以选用红白绿三种常用发光二级管组成该二级管组，这些二级管均匀排布，通过操控按键控制，该二级管组能够发出红白绿三种颜色的光。由于标尺正面为白色的半透光结构，故标尺底色与二级管组发出的颜色相同；标尺上刻线可以选择为黑色，以便在三种颜色光照下都能工作。这些二级管可以由电池供电，供电电路中含有电位器，通过改变二极管组的电压来调节其光强。

附图说明

图1 一种含背光装置标尺的光杠杆测微系统及基于该系统的杨氏模量测量装置，1光杠杆，2望远镜，3带背光装置的标尺，4支座，5杨氏模量测试仪，6待测细丝，7平台，8圆柱夹具，9砝码。

图 2 一种含背光装置的标尺结构示意图（爆炸图），31 标尺正面，32标尺侧面，33发光二极管组，331 红光二极管，332白光二极管，333绿光二极管，34标尺背板，35电位器，351电位器旋钮，36开关，360电源开关，361红光二极管开关，362白光二极管开关，363绿光二极管开关，37电池盒。

具体实施方式

下面通过实例对本实用新型做进一步说明。需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本实用新型不应局限于实施例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

实施例：一种含背光装置标尺的光杠杆测微系统在杨氏模量测量装置中的应用。

如图1所示，一种含背光装置标尺的光杠杆测微系统由光杠杆1、目镜带分划板的望远镜2和带背光装置的标尺3所组成；其中望远镜2和标尺3在支座4上面；光杠杆1由平面反射镜和三足支架（图1中未显示）构成，其中三足支架前两足用以支撑平面反射镜。当其应用在杨氏模量测量装置时，光杠杆1三足支架前两足放置在杨氏模量仪5的平台7上，而后一足放置在圆柱夹具8上。当杨氏模量仪5工作时，通过改变砝码9的个数和重量，来改变待测细丝6的长度，此时圆柱夹具8将会下沉，而平台7位置不变，于是光杠杆1上的平面反射镜的倾角将发生变化。通过望远镜2来观察光杠杆1的平面反射镜中标尺3的像，当平面反射镜倾角变化时，标尺3像的刻度相对于望远镜2中目镜分划板会发生变化，据此便能测出待测细丝6长度的变化量，进而求出该细丝6的杨氏模量。由上所述，可知利用此杨氏模量测量装置测量的关键点之一便是在望远镜2中看到标尺3的反射像。

如图2所示，带背光装置的标尺3由标尺正面31、标尺侧面32、发光二极管组33和标尺背板34组成；标尺正面31、侧面32和背板34组成一个封闭的结构，发光二极管组33放置在标尺内部。标尺正面31为白色半透光板，上面有黑色的刻度线；侧板32和背板34均不透光；标尺背板34上安装有电位器35、开关36和电池盒37。发光二极管组33由电池盒37中的电池供电，电位器35后部含旋钮351，通过其可以调节加载在二极管组33上的电压，从而改变二极管组33的发光强度。发光二极管组33由能够发红、白、绿三种颜色的发光二极管组成，如图2所示，这三种颜色的发光二极管从上到下依次循环排列，最顶端一行为红色发光二极管331，接下来一行是白色发光二极管332，然后是绿色发光二极管333，之后再从红光二极管331开始依次循环。发光二极管组所发出光的颜色由开关36控制；开关36上有4个按钮，分别是电源开关360，红光二极管331开关361，白光二极管332开关362以及绿光二极管333开关363。发光二极管组33、电位器35、开关36、电池盒37均有相应电路连接（连接电路在图2中未显示）。

利用该装置测量待测细丝6的杨氏模量时，可通过开关36选择开启背光的颜色，并可通过电位器35调节亮度，来让标尺3与周围环境明显区别开来，这样便能够迅速在望远镜2中找到标尺3的像；之后便能测出细丝6变化量，进而求出其杨氏模量。

Claims (2)

1.一种光杠杆测微系统所用标尺，其特征在于该标尺附设背光光照装置，该光照装置能够调节发出光的颜色和光强，并将光投射到标尺面上，标尺面为半透光结构或透明结构。

2.如权利要求1所述的一种光杠杆测微系统所用标尺，其特征在于该标尺附设的背光光照装置为发光二极管组，该发光二极管组能够发出红白绿三种光。