专利名称：一种拉伸式杨氏模量测量的光杠杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及物理量测量装置领域，特别是金属丝杨氏模量测量中使用的光杠杆。
背景技术：
拉伸式杨氏模量测量中的光杠杆是固定在一个金属支架上，本来需要测量光杠杆的后脚到镜面的距离，但一般都简化为测量光杠杆的后脚到两个前脚的距离，如果两个前脚的连线没有在镜面内，则会导致测量有较大误差，而且光杠杆的脚比较粗，导致的接触点比较大，在测量时定位比较困难，导致使用游标卡尺测量时达不到游标卡尺的精度。为了减少金属丝夹头与台面通孔之间的摩擦，金属丝的夹头与通孔之间一般都有一些空隙，光杠杆的后脚掉入空隙就会导致前面的测量作废。
发明内容
为克服杨氏模量光杠杆测量的麻烦，本发明将光杠杆固定在金属丝上。本发明解决其技术问题采用的技术方案是
一个高度IOcm的梯形金属架，梯形金属架的上部有一个金属圆筒，金属圆筒的中部断开使金属圆筒分成两部分。—个金属圆柱，中间有一个通孔，可以穿过金属丝，金属圆柱有一个螺纹孔可以通过螺钉将金属柱固定在金属丝上，金属圆筒可绕着金属圆柱旋转。平面镜固定在梯形金属架上，平面镜呈现梯形，梯形的高度6cm、底部宽度5cm、上部览度4cm。平面镜底部有一个轮子，轮子的直径10mm，轮子所处的台面有刻度圆环。标尺下部有一个光阑，光阑的直径为1_，激光器发出的激光经过光阑照射到平面镜，再从平面镜反射到标尺。本发明的有益效果是测量简单，操作方便。
图I是光杠杆示意图(正视图)。图2是光杠杆示意图(侧视图)以及标尺。其中，I、金属丝,2、紧固螺钉,3、金属柱,4、金属圆筒,5、梯形金属架,6、平面镜,7、轮子，8、刻度环,9、标尺，10、光阑，11、激光器。
具体实施例方式梯形金属架5高度IOcm,梯形金属架的上部有一个金属圆筒4,金属圆筒的中部断开使金属圆筒分成两部分，一个金属柱3，中间有一个通孔，可以穿过金属丝1，有一个螺纹孔可以通过螺钉2将金属丝固定在金属柱上，金属圆筒4可与绕着金属圆柱3旋转。金属丝I的一个固定点在紧固螺钉2的位置，另一个紧固点在上面，两个紧固点的长度就是金属丝的有效长度。平面镜6固定在梯形金属架5上，平面镜呈现梯形，梯形的高度6cm、底部宽度5cm、上部宽度4cm，平面镜底部有一个轮子7。轮子7的直径10mm。标尺9与金属丝I的距离为1000mm。标尺下部有一个光阑10，光阑的直径为1mm，激光器11发出的激光从光阑10照射到平面镜。刻度环8是一个以台面的金属丝为中心的圆环，圆环之间等间距，用于估计轮子到金属丝的距离，实验中，可以实用游标卡尺测量金属丝到车轮的距离。初始状态让轮子中心与金属丝的距离为车轮的半径5mm (即轮子挨着金属丝)，轮子到固定点的距离为梯形金属架高度IOcm=IOOmm,及初始角度大致为5mm/10cm=l/20。当重物下拉导致金属丝变长delta L,相应的导致轮子向外移动delta r,则1002+52= (100+delta L)2+(5+delta r)2，所以角度的变化量delta r/L=20 delta L/L ;角度变化后导致标尺上激光的光点位置发生变化，设光点变化的距离为delta X，因为金属丝下移导致平面镜移动而使法线方向发生改变，因而反射角与入射角之间的角度差为2delta r/L=40delta L/L，设激光距离镜面的距离为D，则激光光点移动的距离为delta X =2delta r/L*D=40delta L/L*D,本实施例建议 L=IOcm, D=IOOOmm,则 delta x=400delta L。实验中要先加I个或2个砝码，观察反射到标尺的激光光点是否会上移，如果不会，则表明台面太低，轮子还没有接触台面，台面要上移一点；如果光点发生了移动，则轮子与台面接触良好，可以记录此时的光点读数，然后增加砝码，观察光点的移动。
权利要求
1.一种拉伸式杨氏模量测量的光杠杆由梯形金属架、金属柱、平面镜、轮子组成，其特征是梯形金属架高度为10cm，梯形金属架的上部有一个金属圆筒，金属圆筒的中部断开使金属圆筒分成两部分；一个金属柱，中间有一个通孔，可以穿过金属丝，有一个螺纹孔可以通过螺钉将金属柱固定在金属丝上，金属圆筒可绕着金属圆柱旋转；平面镜固定在梯形金属架上，平面镜呈现梯形，梯形的高度6cm、底部宽度5cm、上部宽度4cm，平面镜底部有一个轮子；轮子的直径IOmm,轮子所处的台面有刻度圆环。
全文摘要
一种拉伸式杨氏模量测量的光杠杆涉及物理量测量装置领域。拉伸式杨氏模量测量中的光杠杆在测量时定位比较困难，导致使用游标卡尺测量时达不到游标卡尺的精度。为克服杨氏模量光杠杆测量的麻烦，本发明将光杠杆固定在金属丝上。本发明的技术方案是高度10cm的梯形金属架，梯形金属架的上部有一个中部断开的金属圆筒，一个金属圆柱，中间有一个通孔，可以穿过金属丝，金属圆柱有一个螺纹孔，金属圆筒可绕着金属圆柱旋转。平面镜固定在梯形金属架上，平面镜呈现梯形，平面镜底部有一个轮子，轮子的直径10mm，轮子所处的台面有刻度圆环。本发明的有益效果是测量简单，操作方便。
文档编号G01N3/06GK102706744SQ201210179590
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者何原, 王维果, 胡再国 申请人:四川大学
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