CN209148450U - 一种数显短距杨氏模量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数显短距杨氏模量测量装置，属于物理实验装置。底座横梁与底座上部固定连接，两根立柱的下端分别与底座横梁固定连接、顶端分别与上横梁固定连接，拉力器横梁与两根立柱下部固定连接，光杠杆托板位于与拉力器横梁上方、且与两根立柱固定连接，夹头组件与上横梁上部固定连接，钢丝上端与夹头组件固定连接、下端与拉力传感器组件固定连接，拉力传感器组件下端与拉力器横梁固定连接，光杠杆与光杠杆托板固定连接，背光照明尺组件与上横梁下部固定连接。优点是结构新颖，用拉力传感器，直接显示拉力，准确可靠，采用背光照明尺，巧妙利用光杠杆原理，实现近距离测定，每名学生可独立完成实验，操作便利，节省空间。

Description

一种数显短距杨氏模量测量装置

技术领域

本实用新型属于物理实验装置，该仪器在各大专院校基础物理实验中得到广泛应用。

背景技术

当前，国内理工类大学物理，开设的杨氏模量实验。普遍使用的仪器是传统式的：每增加一个砝码，产生一次形变量(钢丝被拉伸)逐渐增加砝码，采用光杠杆原理，利用30倍望远镜读取变形量。然后通过公式计算出：拉伸弹性模量，也就是杨氏模量,该实验受望远镜的影响必须远距离观察，前提是望远镜观察到目标最近距离是1.2 米。如果距离小于1.2米，捕捉不到像，观测不到目标，就无法做实验。在实验室完成该项目需要占用很多空间，而且需要二名同学相互配合，一名同学负责逐一放置砝码、另外一名同学负责观测望远镜读出形变量。因为距离较远，寻找目标有难度，占据课堂大量时间。

发明内容

本实用新型提供一种数显短距杨氏模量测量装置，以解决实验中存在的因距离较远，寻找目标有难度，占据课堂大量时间的问题。

本实用新型采取的技术方案是：底座横梁与底座上部固定连接，底脚与底座的底部固定连接，两根立柱的下端分别与底座横梁固定连接、顶端分别与上横梁固定连接，拉力器横梁与两根立柱下部固定连接，光杠杆托板位于与拉力器横梁上方、且与两根立柱固定连接，夹头组件与上横梁上部固定连接，钢丝上端与夹头组件固定连接、下端与拉力传感器组件固定连接，拉力传感器组件下端与拉力器横梁固定连接，光杠杆与光杠杆托板固定连接，背光照明尺组件与上横梁下部固定连接；

本实用新型所述光杠杆的结构是：支架与光杠杆托板上部固定连接，镜架分别通过紧定螺钉、螺杆安装在支架中间，镜框分别通过紧定螺钉、螺杆安装在镜架中间，手轮通过圆柱销与螺杆固定连接，杠杆的一端安装在镜架上、并通过紧固螺钉锁紧，足尖与镜架底部固定连接，平面反射镜经软木垫片并通过压盖安装在镜框内；

本实用新型所述拉力传感器组件的结构是：拉力传感器下部与拉力杆通过两个螺母固定连接，拉力杆穿过拉力器横梁与加力手轮固定连接，两个限位挡块通过螺钉分别与拉力器横梁固定连接，拉力传感器与两个限位挡块间滑动连接，连接杆下端与拉力传感器上端连接、上端与下夹头下部通过内六角圆柱头螺钉固定连接，下紧固螺钉与下夹头、下夹板穿接，下钢丝锁紧手轮与下紧固螺钉螺纹连接，钢丝下端通过下夹头、下夹板夹紧，并从下紧固螺钉、下夹头穿过；

本实用新型所述背光照明尺组件的结构是：面板上有透明标尺，该面板与尺座通过开槽沉头螺钉固定连接，LED灯组件、反光纸、缓冲垫顺序位于面板和尺座之间， LED灯组件与电路板连接，电路板通过导线一与连接头连接，该连接头通过导线二与插头连接；

本实用新型所述夹头组件的结构是：上夹头通过开槽锥端紧定螺钉与上横梁固定连接，上紧固螺钉与上夹头、上夹板穿接，上钢丝锁紧手轮与上紧固螺钉螺纹连接，钢丝通过上夹头、上夹板夹紧，并从上紧固螺钉、上夹头穿过。

本实用新型的优点是结构新颖，用拉力传感器，直接显示拉力，准确可靠，采用背光照明尺，巧妙利用光杠杆原理，实现近距离测定，每名学生可独立完成实验，操作便利，节省空间，因为是近距离，所以操作者通过望远镜一边观测形变量，一边同时旋转加力手轮。逐一观测到全部实验过程，便于培养教育学生独立思考、独立操作的能力；用拉力传感器替代砝码，加力精准，数字显示，一目了然，与此同时通过望远镜读出形变量，实现最近观测距离是0.3米。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的A向视图；

图4是本实用新型光杠杆6的结构示意图；

图5是图4的右视图；

图6是图4的B-B剖视图；

图7是本实用新型拉力传感器组件10的结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是本实用新型背光照明尺组件11的结构示意图；

图10是图9的右视图；

图11是本实用新型夹头组件12的结构示意图；

图12是图11的左视图；

图13是本实用新型使用状态示意图；

图中：底脚1、底座2、底座横梁3、拉力器横梁4、光杠杆托板5、光杠杆6、立柱7、钢丝8、上横梁9、拉力传感器组件10、背光照明尺组件11、夹头组件12；望远镜组件13；

杠杆601、压盖602、足尖603、软木垫片604、手轮605、支架606、紧定螺钉 607、镜框608、紧固螺钉609、平面反射镜610、镜架611、螺杆612、圆柱销613；

拉力传感器1001、限位挡块1002、下夹板1003、内六角圆柱头螺钉1004、下钢丝锁紧手轮1005、加力手轮1006、拉力杆1007、螺钉1008、一组螺母1009、下紧固螺钉1010、下夹头1011、连接杆1012；

LED灯组件1101，缓冲垫1102、连接头1103、导线一1104、插头1105、导线二1106、面板1107、透明标尺1108、开槽沉头螺钉1109、反光纸1110、尺座1111、电路板1112；

上钢丝锁紧手轮1201、上紧固螺钉1202、上夹头1203、上夹板1204、开槽锥端紧定螺钉1205。

具体实施方式

参见图1、2、3，底座横梁3与底座2上部固定连接，底脚1与底座2的底部固定连接，两根立柱7的下端分别与底座横梁3固定连接、顶端分别与上横梁9固定连接，拉力器横梁4与两根立柱7下部固定连接，光杠杆托板5位于与拉力器横梁4上方、且与两根立柱7固定连接，夹头组件12与上横梁9上部固定连接，钢丝8上端与夹头组件12固定连接、下端与拉力传感器组件10固定连接，拉力传感器组件10 下端与拉力器横梁4固定连接，光杠杆6与光杠杆托板5固定连接，背光照明尺组件 11与上横梁9下部固定连接；

参见图4、5、6，本实用新型所述光杠杆6的结构是：支架606与光杠杆托板5上部固定连接，镜架611分别通过紧定螺钉607、螺杆612安装在支架606中间，镜框608分别通过紧定螺钉607、螺杆612安装在镜架611中间，手轮605通过圆柱销 613与螺杆612固定连接，杠杆601的一端安装在镜架611上、并通过紧固螺钉609 锁紧，足尖603与镜架611底部固定连接，平面反射镜610经软木垫片604并通过压盖602安装在镜框608内；

参见图7、8，本实用新型所述拉力传感器组件10的结构是：拉力传感器1001 下部与拉力杆1007通过两个螺母1009固定连接，拉力杆1007穿过拉力器横梁4与加力手轮1006固定连接，两个限位挡块1002通过螺钉1008分别与拉力器横梁4固定连接，拉力传感器1001与两个限位挡块1002间滑动连接，连接杆1012下端与拉力传感器1001上端连接、上端与下夹头1011下部通过内六角圆柱头螺钉1004固定连接，下紧固螺钉1010与下夹头1011、下夹板1003穿接，下钢丝锁紧手轮1005与下紧固螺钉1010螺纹连接，钢丝8下端通过下夹头1011、下夹板1003夹紧，并从下紧固螺钉1010、下夹头1011穿过；

参见图9、10，本实用新型所述背光照明尺组件11的结构是：面板1107上有透明标尺1108，该面板1107与尺座1111通过开槽沉头螺钉1109固定连接，LED灯组件1101、反光纸1110、缓冲垫1102顺序位于面板1107和尺座1111之间，LED灯组件1101与电路板1112连接，电路板1112通过导线一1104与连接头1103连接，该连接头1103通过导线二1106与插头1105连接；

参见图11、12，本实用新型所述夹头组件12的结构是：上夹头1203通过开槽锥端紧定螺钉1205与上横梁9固定连接，上紧固螺钉1202与上夹头1203、上夹板 1204穿接，上钢丝锁紧手轮1201与上紧固螺钉1202螺纹连接，钢丝8通过上夹头 1203、上夹板1204夹紧，并从上紧固螺钉1202、上夹头1203穿过。

工作原理：

参见图13，将底座用四个可调底脚调平，将插头1105与外部电源连接，拉力传感器1001与拉力计连接，将被测钢丝用上、下夹头的螺旋机构夹紧，左右旋转加力手轮1006，就会引起拉力传感器1001的位移，使被测钢丝产生的形变，通过光杠杆的传递，在望远镜里读出示值，即透明标尺1108和光杠杆的平面反射镜610与望远镜构成观测系统，力传感器与下夹头刚性连接，杠杆的支角(测量支角)立于下夹头顶端，透明标尺经反射镜进入望远镜成像于目镜分划板(十字叉丝)上，旋转目镜，用眼睛观察到清晰十字叉丝，旋转物镜调焦手轮，直至观察到清晰的标尺像。

Claims (5)

1.一种数显短距杨氏模量测量装置，其特征在于：底座横梁与底座上部固定连接，底脚与底座的底部固定连接，两根立柱的下端分别与底座横梁固定连接、顶端分别与上横梁固定连接，拉力器横梁与两根立柱下部固定连接，光杠杆托板位于与拉力器横梁上方、且与两根立柱固定连接，夹头组件与上横梁上部固定连接，钢丝上端与夹头组件固定连接、下端与拉力传感器组件固定连接，拉力传感器组件下端与拉力器横梁固定连接，光杠杆与光杠杆托板固定连接，背光照明尺组件与上横梁下部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种数显短距杨氏模量测量装置，其特征在于：所述光杠杆的结构是：支架与光杠杆托板上部固定连接，镜架分别通过紧定螺钉、螺杆安装在支架中间，镜框分别通过紧定螺钉、螺杆安装在镜架中间，手轮通过圆柱销与螺杆固定连接，杠杆的一端安装在镜架上、并通过紧固螺钉锁紧，足尖与镜架底部固定连接，平面反射镜经软木垫片并通过压盖安装在镜框内。

3.根据权利要求1所述的一种数显短距杨氏模量测量装置，其特征在于：所述拉力传感器组件的结构是：拉力传感器下部与拉力杆通过两个螺母固定连接，拉力杆穿过拉力器横梁与加力手轮固定连接，两个限位挡块通过螺钉分别与拉力器横梁固定连接，拉力传感器与两个限位挡块间滑动连接，连接杆下端与拉力传感器上端连接、上端与下夹头下部通过内六角圆柱头螺钉固定连接，下紧固螺钉与下夹头、下夹板穿接，下钢丝锁紧手轮与下紧固螺钉螺纹连接，钢丝下端通过下夹头、下夹板夹紧，并从下紧固螺钉、下夹头穿过。

4.根据权利要求1所述的一种数显短距杨氏模量测量装置，其特征在于：所述背光照明尺组件的结构是：面板上有透明标尺，该面板与尺座通过开槽沉头螺钉固定连接，LED灯组件、反光纸、缓冲垫顺序位于面板和尺座之间，LED灯组件与电路板连接，电路板通过导线一与连接头连接，该连接头通过导线二与插头连接。

5.根据权利要求1所述的一种数显短距杨氏模量测量装置，其特征在于：所述夹头组件的结构是：上夹头通过开槽锥端紧定螺钉与上横梁固定连接，上紧固螺钉与上夹头、上夹板穿接，上钢丝锁紧手轮与上紧固螺钉螺纹连接，钢丝通过上夹头、上夹板夹紧，并从上紧固螺钉、上夹头穿过。