CN209356325U - 一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：它包括桌体、实验架体、滑杆、滑轮装置、金属丝、PSD传感器、激光装置和砝码盘；所述的实验架体通过螺栓固定在桌体上，在架体上还设有刻度标尺，实验架体上设有用于卡紧金属丝的卡紧装置，所述的卡紧装置包括卡体、卡板、推杆电机、红外传感器、压力传感器、微控器、继电器和控制开关；所述的滑轮装置固定在实验架体的一端，其滑轮装置连接着金属丝。本实用新型通过卡紧装置自动卡紧金属丝，从而避免使用者旋转螺栓来固定金属丝，卡槽内的压力传感器检测卡板之间的压力，避免卡板之间的压力过大而损坏金属丝。

Description

一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置。

背景技术

目前物理实验室用于测量金属丝杨氏模量的装置一般采用竖立放置的实验架，使用光杠杆、望远镜、标尺等器件，利用光学放大原理来测量金属丝在受到外力下的微小伸长量，进而计算出该金属丝的杨氏模量。该装置在使用时，需要将望远镜支架放置在距离金属丝支架约2米远处，在望远镜中寻找光杠杆平面镜中标尺的像，光杠杆随金属丝被拉长发生小角度倾斜，望远镜中所见标尺刻度发生变化，通过该变化计算出金属丝的微小伸长量，但该装置占地面积大，对实验室布局有影响，望远镜寻找标尺像的难度较大，严重影响实验效率，实验自动化、智能化程度过低，难以满足现代化教学的要求，且在卡紧金属丝时多是采用螺栓卡紧，需要通过使用者受到拧紧螺栓，从而给使用者带来不便。

实用新型内容

针对以上所述，本实用新型的目的在于提供一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，以解决上述问题的至少一个方面。

为了实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：它包括桌体、实验架体、滑杆、滑轮装置、金属丝、PSD传感器、激光装置和砝码盘；所述的实验架体通过螺栓固定在桌体上，在架体上还设有刻度标尺，实验架体上设有用于卡紧金属丝的卡紧装置，所述的卡紧装置包括卡体、卡板、推杆电机、红外传感器、压力传感器、微控器、继电器和控制开关，所述的卡体侧边设有卡槽，卡槽的上、下端分别设有下凹槽和上凹槽；所述的卡板设有两个，分别为下卡板和上卡板，下卡板位于卡槽的下凹槽内，上卡板位于卡槽的上凹槽内，所述的推杆电机连接在上凹槽内的顶端，其推杆电机连接着上卡板,所述的红外传感器设有至少两个，分别位于卡槽内表面的上、下端，所述的压力传感器位于卡槽的下凹槽的内表面，所述的微控器和继电器位于卡紧装置内，所述的微控器的输入端与红外传感器和压力传感器电性连接，输出端与微控器和推杆电机电性连接，所述的控制开关位于实验架体的表面，其控制开关连接着推杆电机；所述的滑杆的两端连接在实验架体上；所述的滑轮装置固定在实验架体的一端，其滑轮装置连接着金属丝；所述的金属丝一端连接着卡紧装置，另一端连接着砝码盘；所述的PSD传感器位于连接器内；所述的激光装置套接在滑杆上；所述的砝码盘连接着金属丝。

进一步，所述的PSD传感器上设有用于卡合金属丝的卡扣。

进一步，所述的滑轮装置包括滑轮固定架和滑轮；所述的滑轮固定架通过螺栓固定在实验架体的端部；所述的滑轮连接在滑轮固定架上。

进一步，所述的卡板表面设有规则排布的凸起。

进一步，所述的凸起顶端的表面采用磨砂处理。

进一步，所述的激光装置为小型激光光源。

本实用新型的有益效果：通过卡紧装置自动卡紧金属丝，从而避免使用者旋转螺栓来固定金属丝，卡槽内的压力传感器检测卡板之间的压力，避免卡板之间的压力过大而损坏金属丝，且通过砝码盘的重力而拉伸金属丝，从而带动金属丝上的PSD传感器移动，PSD传感器检测出金属丝移动的距离而根据相对应的数据计算出金属丝的杨氏模量，提高了测量金属丝杨氏模量的效率，同时提高了测量的准确率，且占地面积小，装置可拆卸，从而便于收集存放。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为卡紧装置局部剖视图。

图3为卡紧装置电路图。

图中，1-卡紧装置、2-金属丝、3-PSD传感器、4-激光装置、5-滑轮、6-滑轮固定架、7-滑轮装置、8-砝码盘、9-滑杆、10-桌体、11-实验架体、12-推杆电机、13-上卡板、14-红外传感器、15-凸起、16-下卡板、17-压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

图1、图2、图3示意性的显示了本实用新型一种实施方式的一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置的结构。

如图1、图2、图3所示，一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：它包括桌体、实验架体、滑杆、滑轮装置、金属丝、PSD传感器、激光装置和砝码盘；所述的实验架体通过螺栓固定在桌体上，在架体上还设有刻度标尺，实验架体上设有用于卡紧金属丝的卡紧装置，所述的卡紧装置包括卡体、卡板、推杆电机、红外传感器、压力传感器、微控器、继电器和控制开关，所述的卡体侧边设有卡槽，卡槽的上、下端分别设有下凹槽和上凹槽；所述的卡板设有两个，分别为下卡板和上卡板，下卡板位于卡槽的下凹槽内，上卡板位于卡槽的上凹槽内，所述的推杆电机连接在上凹槽内的顶端，其推杆电机连接着上卡板,所述的红外传感器设有至少两个，分别位于卡槽内表面的上、下端，所述的压力传感器位于卡槽的下凹槽的内表面，所述的微控器和继电器位于卡紧装置内，所述的微控器的输入端与红外传感器和压力传感器电性连接，输出端与微控器和推杆电机电性连接，所述的控制开关位于实验架体的表面，其控制开关连接着推杆电机；所述的滑杆的两端连接在实验架体上；所述的滑轮装置固定在实验架体的一端，其滑轮装置连接着金属丝；所述的金属丝一端连接着卡紧装置，另一端连接着砝码盘；所述的PSD传感器位于连接器内；所述的激光装置套接在滑杆上；所述的砝码盘连接着金属丝。

如图1、图2、图3所示，卡槽内的红外传感器检测金属丝的位置，当金属丝插入卡槽内时，卡槽内的红外传感器受到感应而产生感应信号传送到微控器，微控器接收感应信号并控制继电器，使得推杆电机正转，从而推杆电机带动上卡板向下运动而卡紧金属丝。

如图1、图2、图3所示，所述的温控器内设有最大受压的标准数值，当卡板对金属丝进行卡紧时，卡槽的下凹槽内的压力传感器检测下卡板的受压的压力值，并将该压力值传送到微控器，微控器将压力值与标准数值进行比对，当压力值小于标准数值时，微控器控制推杆电机继续运动而带动上卡板对金属丝进行卡紧，当压力值等于标准数值时，微控器控制继电器的触电断开而使得推杆电机停止运动，避免卡板之间的压力过大而损坏金属丝。

如图1、图2、图3所示，当需要取出金属丝时，按动控制开关，从而通过控制开关使得推杆电机反转，推杆电机的运动带动上卡板向上运动而松开金属丝，从而便于使用者取出金属丝。

如图1、图2、图3所示，所述的卡板表面设有规则排布的凸起，所述的凸起顶端的表面采用磨砂处理，从而通过凸起增加卡板与金属丝的摩擦力，便于将金属丝卡紧。

如图1、图2、图3所示，所述的金属丝为待测杨氏模量的金属丝，其金属丝可根据不同需求而选择不同金属制成的金属丝。

如图1、图2、图3所示，所述的实验架体上还设有用于固定金属丝的卡紧装置。

如图1、图2、图3所示，所述的金属丝的一端固定在实验架体的卡紧装置处，从而便于金属丝的受力，另一端通过滑轮连接着砝码盘。

如图1、图2、图3所示，所述的PSD传感器通过卡扣卡合在金属丝上，其激光装置位于滑杆上与PSD传感器相对应的位置。

如图1、图2、图3所示，在砝码盘内增加砝码的重量，从而金属丝在砝码盘的重力作用下而拉伸，使得金属丝上连接的PSD传感器移动，PSD传感器输出金属丝拉伸的距离。

如图1、图2、图3所示，对金属丝进行测量时，将待测金属丝的一端固定在实验架体的卡紧装置，另一端自由拉伸与滑轮接触后自然向下垂直连接着砝码盘，PSD传感器通过卡扣卡合在金属丝上，移动激光装置，使得激光装置与PSD传感器位于同一竖直线上，并打开激光光源，将砝码依次加到砝码盘上，每加一块砝码，读取一次PSD输出的位置数据，用逐差法计算平均每加一块砝码金属丝的伸长量；读取激光装置所对标尺刻度，表示所测金属丝的长度；用螺旋测微器测量金属丝直径；从而利用所测数据计算出测量的金属丝的杨氏模量。

如图1、图2、图3所示，在不需要使用本实用新型时，可将各个装置拆卸，从而便于收集存放。

如图1、图2、图3所示，所述的卡紧装置内还设有用于提供推杆电机及电器元件工作的电源，所述的电源可为蓄电池或连接交流电的电源接线。

如图1、图2、图3所示，当电源为连接交流电的电源接线时，所述的卡紧装置电路中还设有整流桥电路，从而通过整流桥电路将交流电整流为直流电输送到推杆电机及电器元件。

如图1、图2、图3所示，所述的微控器采用STC89C52型号的微控器或AT89C51微控器等。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出至少一个变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：它包括桌体、实验架体、滑杆、滑轮装置、金属丝、PSD传感器、激光装置和砝码盘；所述的实验架体通过螺栓固定在桌体上，在架体上还设有刻度标尺，实验架体上设有用于卡紧金属丝的卡紧装置，所述的卡紧装置包括卡体、卡板、推杆电机、红外传感器、压力传感器、微控器、继电器和控制开关，所述的卡体侧边设有卡槽，卡槽的上、下端分别设有下凹槽和上凹槽；所述的卡板设有两个，分别为下卡板和上卡板，下卡板位于卡槽的下凹槽内，上卡板位于卡槽的上凹槽内，所述的推杆电机连接在上凹槽内的顶端，其推杆电机连接着上卡板,所述的红外传感器设有至少两个，分别位于卡槽内表面的上、下端，所述的压力传感器位于卡槽的下凹槽的内表面，所述的微控器和继电器位于卡紧装置内，所述的微控器的输入端与红外传感器和压力传感器电性连接，输出端与微控器和推杆电机电性连接，所述的控制开关位于实验架体的表面，其控制开关连接着推杆电机；所述的滑杆的两端连接在实验架体上；所述的滑轮装置固定在实验架体的一端，其滑轮装置连接着金属丝；所述的金属丝一端连接着卡紧装置，另一端连接着砝码盘；所述的PSD传感器位于连接器内；所述的激光装置套接在滑杆上；所述的砝码盘连接着金属丝。

2.根据权利要求1所述的一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：所述的PSD传感器上设有用于卡合金属丝的卡扣。

3.根据权利要求1所述的一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：所述的滑轮装置包括滑轮固定架和滑轮；所述的滑轮固定架通过螺栓固定在实验架体的端部；所述的滑轮连接在滑轮固定架上。

4.根据权利要求1所述的一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：所述的卡板表面设有规则排布的凸起。

5.根据权利要求4所述的一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：所述的凸起顶端的表面采用磨砂处理。

6.根据权利要求1所述的一种便于卡紧的卧式杨氏模量测量装置，其特征在于：所述的激光装置为小型激光光源。