CN211904897U - 一种光杠杆系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光杠杆系统，其包括光杠镜、标尺、设置于光杠镜与标尺之间的激光装置，激光装置发射的激光十字线入射到光杠镜中的反射镜上，反射镜反射的激光十字线落于标尺上；优点是其测量耗时短，测量精度高，且成本低。

Description

一种光杠杆系统

技术领域

本实用新型涉及一种实验室光杠杆测量技术，尤其是涉及一种光杠杆系统。

背景技术

传统的光杠杆测量系统如图2a、图2b和图2c所示，其包括光杠镜200、望远镜组件201和标尺202，光杠镜200由丁字型支架204、反射镜205组成，反射镜205竖直固定于丁字型支架204的顶端上，丁字型支架204的底端的两侧对称设置有前足尖206，丁字型支架204的底端的中部连接有旋转短臂207，旋转短臂207与丁字型支架204垂直，旋转短臂207的后端设置有后足尖208，光杠镜200整体置于实验平台203上，实验平台203的上表面的前端上开设有横向凹槽209，两个前足尖206的尖部抵接在横向凹槽209内，实验平台203上开设有一个竖直圆柱型孔210，竖直圆柱型孔210内竖直置放有能够在竖直圆柱型孔210内上下位移的圆柱体211，后足尖208的尖部抵接在圆柱体211的上表面上，作为实验对象的钢丝212穿过圆柱体211与圆柱体211固定连接，钢丝212的顶端与固定物连接，钢丝212的底端挂接砝码，望远镜组件201由立柱213和安装于立柱213上的尺读望远镜214组成，尺读望远镜214在立柱213上的位置通过望远镜位置微调螺丝215进行调整，标尺202通过标尺调节螺丝216连接于立柱213上，尺读望远镜214和标尺202正对反射镜205的反射面。使用该光杠杆测量系统进行测量时，在钢丝212的底端上未挂接砝码时从尺读望远镜214中可以观察到标尺202经反射镜205反射所形成的标尺像，尺读望远镜214中的水平叉丝对准标尺202的某一刻度线进行读数；在钢丝212的底端上挂接砝码，砝码的重量使得钢丝212被拉伸，圆柱体211向下移动，旋转短臂207抬高反射镜205的位置，然后在尺读望远镜214中观察标尺202的刻度线的光经反射镜205反射在尺读望远镜214中所形成的标尺像，通过读取钢丝212的底端上挂接砝码前后标尺像的两次读数，可以获知钢丝212的长度变化情况。但是，该光杠杆测量系统存在以下问题：1)在测量前既要调节尺读望远镜214的位置，且调整较为繁琐，又要调节光杠镜200，还要看尺读望远镜214中的标尺像，耗时长；2)对在尺读望远镜214中所形成的标尺像进行读数，存在的误差比较大；3)尺读望远镜214的成本较高，导致该光杠杆测量系统的整体成本高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光杠杆系统，其测量耗时短，测量精度高，且成本低。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种光杠杆系统，包括光杠镜和标尺，其特征在于：还包括设置于所述的光杠镜与所述的标尺之间的激光装置，所述的激光装置发射的激光十字线入射到所述的光杠镜中的反射镜上，所述的反射镜反射的激光十字线落于所述的标尺上。

所述的光杠镜置放于实验平台上，所述的实验平台的上表面靠近前端的位置上开设有横向凹槽，所述的实验平台的后部开设有竖直圆柱型孔，所述的竖直圆柱型孔内竖直设置有能在所述的竖直圆柱型孔内自由上下移动的圆柱体，作为实验对象的钢丝穿过所述的圆柱体与其固定连接，钢丝的顶端与固定物连接，钢丝的底端用于挂接砝码，所述的光杠镜由支架和反射镜组成，所述的支架的底端的两侧对称设置有前足尖，所述的前足尖的尖部抵接在所述的横向凹槽内，所述的反射镜竖直安装于所述的支架的顶端上，所述的支架的底端中部连接有与所述的支架垂直的旋转短臂，所述的旋转短臂的后端设置有后足尖，所述的后足尖的尖部抵接所述的在圆柱体的上表面上。

所述的激光装置由能精密调节高度的升降台和水平放置于所述的升降台上且能够发射出直径为0.5～2mm的激光十字线的激光发射器组成。通过能够精密调节高度的升降台来调节激光发射器的位置，使其发射出的激光十字线准确入射到反射镜上。

所述的升降台包括底座、套筒、支柱和置放台，所述的套筒竖直安装于所述的底座上，所述的支柱竖直套设于所述的套筒内，所述的套筒与所述的支柱之间设置有用于调节所述的支柱相对所述的套筒的高度的升降调节旋钮，所述的置放台水平固定于所述的支柱的顶端上，所述的激光发射器水平放置于所述的置放台上。通过升降调节旋钮可以控制激光发射器的高度位置。

所述的置放台上竖直设置有多颗用于调整所述的置放台的水平程度的水平调节螺丝。为确保测量精度需保证激光发射器的水平稳定性，通过水平调节螺丝来调整置放台的水平程度，从而实现激光发射器的水平稳定性。

所述的置放台上设置有用于查看所述的置放台是否水平的水平仪。如采用水准泡作为水平仪。

所述的置放台的上表面上开设有一个用于嵌入所述的激光发射器的容纳腔。容纳腔的设置使得激光发射器能够更稳定。

所述的标尺的中间刻度为0且上方刻度为正、下方刻度为负。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)在光杠镜与标尺之间设置一个激光装置，利用激光装置发射出的激光十字线入射到反射镜上，反射镜反射激光十字线到标尺上读出相应读数，在测量时只需调节激光装置中的激光发射器的高度位置即可，而无需像尺读望远镜调节位置的同时要看标尺像，大大缩减了耗时。

2)反射镜反射的激光十字线直接落于标尺上进行读数即可，读数精准，大大降低了测量误差。

3)无需价格昂贵的尺读望远镜，大大降低了成本。

附图说明

图1a为本实用新型的光杠杆系统的结构示意图；

图1b为本实用新型的光杠杆系统中的光杠镜的局部剖视示意图；

图2a为现有的光杠杆测量系统的结构示意图；

图2b为现有的光杠杆测量系统中的光杠镜的局部剖视示意图；

图2c为现有的光杠杆测量系统中的望远镜组件和标尺的主视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型提出的一种光杠杆系统，如图1a和图1b所示，包括光杠镜100、标尺101、设置于光杠镜100与标尺101之间的激光装置102，光杠镜100置放于实验平台103上，实验平台103的上表面靠近前端的位置上开设有横向凹槽106，实验平台103的后部开设有竖直圆柱型孔107，竖直圆柱型孔107内竖直设置有能在竖直圆柱型孔107内自由上下移动的圆柱体108，作为实验对象的钢丝113穿过圆柱体108与其固定连接，钢丝113的顶端与固定物连接，钢丝113的底端用于挂接砝码，光杠镜100由丁字型支架104和反射镜105组成，丁字型支架104的底端的两侧对称设置有前足尖109，前足尖109的尖部抵接在横向凹槽106内，反射镜105通过反射镜调节螺丝110竖直安装于丁字型支架104的顶端上，通过调整反射镜调节螺丝110可以调整反射镜105的反射角，丁字型支架104的底端中部连接有与丁字型支架104垂直的旋转短臂111，旋转短臂111的后端设置有后足尖112，后足尖112的尖部抵接在圆柱体108的上表面上，激光装置102发射的激光十字线入射到反射镜105上，反射镜105反射的激光十字线落于标尺101上。

在本实施例中，激光装置102由能精密调节高度的升降台和水平放置于升降台上且能够发射出直径为0.5～2mm的激光十字线的激光发射器114组成。通过能够精密调节高度的升降台来调节激光发射器114的位置，使其发射出的激光十字线准确入射到反射镜105上。

在本实施例中，升降台包括底座115、套筒116、支柱117和置放台118，套筒116竖直安装于底座115上，支柱117竖直套设于套筒116内，套筒116与支柱117之间设置有用于调节支柱117相对套筒116的高度的升降调节旋钮119，置放台118水平固定于支柱117的顶端上，激光发射器114水平放置于置放台118上。通过升降调节旋钮119可以控制激光发射器114的高度位置。

在本实施例中，置放台118上竖直设置有三颗用于调整置放台118的水平程度的水平调节螺丝120。为确保测量精度需保证激光发射器114的水平稳定性，通过水平调节螺丝120来调整置放台118的水平程度，从而实现激光发射器114的水平稳定性。

在本实施例中，置放台118上设置有用于查看置放台118是否水平的水平仪121。如采用水准泡作为水平仪121。

在本实施例中，置放台118的上表面上开设有一个用于嵌入激光发射器114的容纳腔(图中未示出)。容纳腔的设置使得激光发射器114能够更稳定。

在本实施例中，标尺101的中间刻度为0且上方刻度为正、下方刻度为负。

在本实施例中，激光发射器114采用现有技术，在选择时可以选择发射的激光对人体的伤害很低的激光发射器114；在布置光杠镜100、激光装置102和标尺101时，一般光杠镜100与激光装置102之间的距离为80cm左右，激光装置102与标尺101之间的距离为1～2m；旋转短臂111的前端与丁字型支架104的底端中部的连接位置可通过设置于丁字型支架104上的旋转短臂调节螺丝122调整，以调节后足尖112到丁字型支架104的距离。

使用本实用新型的光杠杆系统在拉伸法测金属丝的杨氏模量实验中，在钢丝113的底端未加砝码时，激光发射器114发射出激光十字线，激光十字线入射到反射镜105上，反射镜105反射激光十字线到标尺101上，从标尺101上读数；在钢丝113的底端加砝码后，钢丝113伸长拉动圆柱体108下降，旋转短臂111的前端抬高丁字型支架104，反射镜105的反射角度发生变化，反射镜105反射的激光十字线在标尺101上发生位移，实验者可以根据标尺101上读出的刻度读数的变化量求出杨氏模量。若在钢丝113的底端未加砝码时，调整激光发射器114的位置使反射镜105反射到标尺101上的激光十字线落于标尺101的0刻度上，那么在钢丝113的底端加砝码后从标尺101上读出的刻度读数就是两次读数的变化量，很方便。

Claims (8)

1.一种光杠杆系统，包括光杠镜和标尺，其特征在于：还包括设置于所述的光杠镜与所述的标尺之间的激光装置，所述的激光装置发射的激光十字线入射到所述的光杠镜中的反射镜上，所述的反射镜反射的激光十字线落于所述的标尺上。

2.根据权利要求1所述的一种光杠杆系统，其特征在于：所述的光杠镜置放于实验平台上，所述的实验平台的上表面靠近前端的位置上开设有横向凹槽，所述的实验平台的后部开设有竖直圆柱型孔，所述的竖直圆柱型孔内竖直设置有能在所述的竖直圆柱型孔内自由上下移动的圆柱体，作为实验对象的钢丝穿过所述的圆柱体与其固定连接，钢丝的顶端与固定物连接，钢丝的底端用于挂接砝码，所述的光杠镜由支架和反射镜组成，所述的支架的底端的两侧对称设置有前足尖，所述的前足尖的尖部抵接在所述的横向凹槽内，所述的反射镜竖直安装于所述的支架的顶端上，所述的支架的底端中部连接有与所述的支架垂直的旋转短臂，所述的旋转短臂的后端设置有后足尖，所述的后足尖的尖部抵接所述的在圆柱体的上表面上。

3.根据权利要求2所述的一种光杠杆系统，其特征在于：所述的激光装置由能精密调节高度的升降台和水平放置于所述的升降台上且能够发射出直径为0.5～2mm的激光十字线的激光发射器组成。

4.根据权利要求3所述的一种光杠杆系统，其特征在于：所述的升降台包括底座、套筒、支柱和置放台，所述的套筒竖直安装于所述的底座上，所述的支柱竖直套设于所述的套筒内，所述的套筒与所述的支柱之间设置有用于调节所述的支柱相对所述的套筒的高度的升降调节旋钮，所述的置放台水平固定于所述的支柱的顶端上，所述的激光发射器水平放置于所述的置放台上。

5.根据权利要求4所述的一种光杠杆系统，其特征在于：所述的置放台上竖直设置有多颗用于调整所述的置放台的水平程度的水平调节螺丝。

6.根据权利要求5所述的一种光杠杆系统，其特征在于：所述的置放台上设置有用于查看所述的置放台是否水平的水平仪。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的一种光杠杆系统，其特征在于：所述的置放台的上表面上开设有一个用于嵌入所述的激光发射器的容纳腔。

8.根据权利要求1所述的一种光杠杆系统，其特征在于：所述的标尺的中间刻度为0且上方刻度为正、下方刻度为负。

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