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专利名称：一体型激光杨氏模量测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理实验仪器杨氏模量测定仪，尤其是采用光杠杆原理、运 用拉伸法测定金属杨氏模量的实验仪。
背景技术：
杨氏模量是反映材料力学特性的一个重要物理参数。传统的拉伸法测定金属杨氏 模量实验仪采用光杠杆原理，将金属丝的微小伸长量通过镜面光杠杆放大，并通过置于远 处的望远镜和标尺进行观测。但在实际操作过程中，不易在望远镜中找到由光杠杆平面镜 反射同来的标尺像，实验者常需要耗费大量时间来调节仪器。另外，望远镜距离杨氏模量仪 有一定距离，操作过程中需要一人在仪器处增减砝码，另一人在望远镜处观测并记录数据， 或者一人在仪器和望远镜之间来回跑动，因而无法独立而方便地完成实验测量。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种调节和操作更为方便的一体型杨氏模 量测定仪，能将利用光杠杆原理放大后的金属丝的微小伸长量直接在杨氏模量实验仪上读
出ο为了解决上述技术问题，本实用新型的一体型激光杨氏模量测定仪对传统杨氏模 量实验仪的光杠杆和光路做了以下改进用一字线激光器代替平面镜装在T形架上构成激 光光杠杆，激光器竖直向上发出一字线激光，经固定于仪器上端支架横梁上的平面镜反射 后，投射在固定于平面镜正下方光杠杆平台上的标尺上，用一字线作为标尺的读数标线。当 金属丝在外力作用下发生微小伸长时，通过激光光杠杆带动一字光线作微小偏转，经平面 镜反射后转化为标尺读数的变化，从而测出金属丝的微小伸长量，并由此进一步算出材料 的杨氏模量。本实用新型由于采用上述一体化设计，其结构简单，不需要望远镜就能直接在仪 器上读数，可单人独立方便地进行实验，有利于简化实验操作，节省实验空间和实验时间。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的侧视图图2为本实用新型的主视图图3为激光光杠杆的立体图图4为本实用新型的测量原理图
具体实施方式
图1、图2所示一体型激光杨氏模量测定仪由支架1、带上下夹头的金属丝2 (下夹 头7)、激光光杠杆3、平面镜4、标尺5、底座平台6组成，平面镜4镜面朝下固定于仪器上端支架1的横梁上，标尺5与平面镜4正对且安装在底座6上激光光杠杆3的同侧。图3所示激光光杠杆由T形架11和一字线激光器8组成，T形架11的两前足10 和后足9等高，激光器8与T形架11三足尖所在平面垂直，激光器8发出的一字光线的倾 斜度可微调。其测量原理及测量方法如下参见图1和图2，将T形架11的后足尖9放到夹住金属丝的下夹头7上，两前足尖 10放在底座平台6上，打开激光器电源，使激光器8竖直向上发出一字形细光线，经平面镜 4反射到图4中标尺5的m处，一字线作为标尺的读数标线，微调T形架11的位置和激光 器8发出的一字光线的倾斜度，使一字线激光与标尺刻度线平行。当金属丝2在拉力作用 下发生微小伸长AL时，光杠杆后脚随金属丝夹头下降Δ L，带动激光器8转过一微小角度 α，激光射向平面镜4的入射角也随之转动α，于是光线射到图4中标尺5的ρ处，由m、ρ 的读数差可测出光线在标尺上的移动距离N。设光杠杆后足9至两前足10连线的垂直距离为K，标尺5到平面镜4的距离为D， 由图4光路得 所以 由此测得金属丝的微小伸长为 其余测量及计算方法与常规杨氏模量实验相同。
权利要求一种一体型激光杨氏模量测定仪，由支架(1)、带上下夹头的金属丝(2)、激光光杠杆(3)、平面镜(4)、标尺(5)、底座平台(6)组成，激光光杠杆(3)由激光器(8)和T形架(11)组成，T形架(11)的两前足(10)和后足(9)等高，其特征在于平面镜(4)镜面朝下固定于仪器上端支架(1)上，标尺(5)与平面镜(4)正对且安装在底座平台(6)上激光光杠杆(3)的同侧。
2.根据权利要求1所描述的一体型激光杨氏模量测定仪，其特征在于所述激光器(8) 为一字线激光器，其发出的一字光线的倾斜度可微调。
3.根据权利要求1所描述的一体型激光杨氏模量测定仪，其特征在于所述激光器(8) 与T形架(11)三足尖所在平面垂直。
专利摘要本实用新型公开了一种物理实验仪器一体型激光杨氏模量测定仪，它利用光杠杆原理，将金属丝在外力作用下的微小伸长，转化为激光光杠杆发出的一字线激光的相应偏转，并经仪器顶部平面镜反射后投射在底座平台的标尺上，通过标尺标定一字光线的偏移量，从而将放大后的金属丝的微小伸长量直接在仪器上读出。该仪器为一体型设计，克服了传统杨氏模量测定仪光路调节困难和远距离来回操作的麻烦，可单人独立方便地进行实验，有利于节省实验空间和实验时间。
文档编号G01N3/08GK201637630SQ201020150310
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者郝宏玥, 陈健 申请人:江南大学