专利名称：杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪的制作方法
技术领域：
本发明运用莫尔干涉原理于杨氏弹性模量测量技术领域。
背景技术：
杨氏弹性模量是一个非常重要的性能指标。要想准确测量杨氏弹性模量，就必须准确测量待测丝的长度变化量。许多材料的杨氏弹性模量很大，待测丝的伸长量就很�。话愠ざ炔饬抗ぞ吣岩宰既凡饬浚飧芨朔糯蠓�、劈尖干涉法和迈克尔逊干涉法等都被用来测量待测丝的伸长量。但是，光杠杆放大法操作复杂，劈尖干涉法和迈克尔逊干涉法等都需要单色光源。
发明内容
为了准确测量杨氏弹性模量，同时避免复杂操作和对单色光源的限制，本发明设计了一种杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，可以使杨氏弹性模量操作简单、光源不限和结果准确。本发明所述杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，主要包括杨氏弹性模量测量仪大框架、待测丝装夹系统、莫尔干涉系统和连续无级加力系统。底座、立柱和上横梁构成杨氏弹性模量测量仪的大框架，丝连杆、待测丝和丝夹头组成待测丝装夹系统，光源、固定光栅和运动光栅组成莫尔干涉系统。电子称、加力螺杆和螺杆转动盘组成连续无级加力系统。工作台由螺钉固定在大框架立柱上，连续无级加力系统在工作台下方，待测丝装夹系统和莫尔干涉系统在工作台上方，电子称与凹球面板、凸球面板、加力螺杆、螺杆连接板和螺杆转动盘依次机械连接，称螺杆和螺母把丝连杆和螺杆连接板连接在一起，运动光栅由定位螺钉和调角螺钉连接在丝连杆对着光源的侧面上，固定光栅固定在光栅座上，再由连接螺钉连接在工作台的上端面，运动光栅和固定光栅的刻线呈很小夹角且可调，两光栅刻线间距相等，贴合组成一个光栅副，固定光栅标有大十字参考线以便观察干涉条纹的移动，待测丝下端固定在丝连杆上，上端由丝夹头夹紧并固定在上横梁上，光源、光源支撑杆和光源座安装在一起并置于工作台上端面。测量时，点亮光源，光线照射到光栅副上，呈现出莫尔干涉条纹，松开运动光栅的定位螺钉和调角螺钉，轻转运动光栅，改变两光栅刻线的夹角，使莫尔干涉条纹间距适合操作者观察后拧紧定位螺钉和调角螺钉。旋转螺杆转动盘，带动加力螺杆驱动凹凸球面板对电子称加力，电子称显示出相应的受力读数，同时，称连杆和丝连杆将力传递给待测丝，待测丝长度变化，丝连杆运动，带动运动光栅移动，光栅副上的莫尔干涉条纹相应移动，缓慢连续加力，莫尔干涉条纹缓慢移动，可以从固定光栅的大十字参考线处数出移过的莫尔干涉条纹数，根据莫尔干涉原理可以计算出待测丝的伸长量，进而计算出待测丝的杨氏弹性模量。所用的计算公式如下设固定光栅和运动光栅的刻线间距均为 W，受力变化量为F，莫尔干涉条纹移过N条，待测丝横截面积为S，被测长度为L，则待测丝伸长量 B = NW，待测丝杨氏弹性模量Y = FL/BS = FL/NWS。
本发明的优点是利用莫尔干涉原理测量杨氏弹性模量，操作简单，光源不限，结果精确，同时为莫尔干涉原理的应用开辟了一个新的领域。
下面结合附图对本发明作进一步说明。图1是本发明所述杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪结构示意图。图2是光源和光栅副的A向位置示意图。图3是光栅副的结构示意图。图中，1、底座，2、螺杆转动盘，3、凸球面板，4、工作台，5、螺钉，6、立柱，7、光源，8、 运动光栅，9、待测丝，10、丝夹头，11、上横梁，12、固定光栅，13、光源座，14、丝连杆，15、电子称，16、凹球面板，17、称连杆，18、螺杆连接板，19、螺母，20、加力螺杆，21、光源支撑杆，22、 大十字参考线。23、定位螺钉，24、调角螺钉，25、连接螺钉，26、光栅座。
具体实施例方式在图中，底座(1)、立柱(6)和上横梁(11)构成杨氏弹性模量测量仪的大框架，工作台由螺钉(5)固定在立柱(6)上，电子称(15)位于工作台(4)的下端面，与凹球面板(16)、凸球面板(17)加力螺杆(20)、螺杆连接板(18)和螺杆转动盘( 依次机械连接， 电子称(15)可用6千克至15千克、最小感量0.5克的天平，称连杆(17)和螺母(19)把丝连杆(14)和螺杆连接板(18)连接在一起，运动光栅(1 由定位螺钉和调角螺钉 (24)连接在丝连杆(14)对着光源(7)的侧面上，固定光栅(8)固定在光栅座06)上，再由连接螺钉0 连接在工作台(4)的上端面，运动光栅(1 和固定光栅(8)的刻线呈很小夹角且可调，两光栅刻线间距相等，贴合组成一个光栅副，固定光栅(8)标有大十字参考线 (22)，待测丝(9)下端固定在丝连杆(14)上，丝连杆(14)的下端面距工作台(4)的上端面 5厘米作为丝连杆(14)的运动空间，待测丝(8)的上端由丝夹头(10)夹紧并固定在上横梁 (11)上，光源(7)、光源支撑杆和光源座(13)安装在一起置于工作台(4)上端面，光线照射到光栅副上。
权利要求
1.一种杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，主要包括杨氏弹性模量测量仪大框架、待测丝装夹系统、莫尔干涉系统和连续无级加力系统，其特征是底座、立柱和上横梁构成杨氏弹性模量测量仪的大框架，丝连杆、待测丝和丝夹头组成待测丝装夹系统，光源、固定光栅和运动光栅组成莫尔干涉系统，电子称、加力螺杆和螺杆转动盘组成连续无级加力系统。工作台固定在立柱上，连续无级加力系统安装在工作台下端面，莫尔干涉系统和待测丝装夹系统安装在工作台上端面，丝连杆在工作台上5厘米处。
2.根据权利要求1所述的杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，其特征是连续无级加力系统的电子称安装在工作台的下端面，与凹凸球面板、加力螺杆、螺杆连接板、螺杆转动盘机械连接。
3.根据权利要求1所述的杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，其特征是待测丝装夹系统的待测丝下端固定在丝连杆上，上端由丝夹头加紧并固定在上横梁上。
4.根据权利要求1所述的杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，其特征是莫尔干涉系统的运动光栅安装在丝连杆对着光源的测面，固定光栅固定在光栅座上在连接在工作台上端面， 两光栅刻线间距相等，夹角很小且可调，贴合组成光栅副，光源、光源支撑杆和光源作安装在一起并置于工作台上，光线照射到光栅副上。
5.根据权利要求1所述的杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，其特征是称连杆和螺母将待测丝装夹系统和连续无级加力系统连接在一起。
6.根据权利要求2所述杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪连续无级加力系统的电子称可用6千克至15千克、最小感量0. 5克的天平。
7.根据权利要求1所述的杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，其特征是旋转螺杆转动盘， 电子称和待测丝同时受力，电子称显示处受力读数，待测丝长度变化引起莫尔干涉条纹移动。
全文摘要
一种杨氏弹性模量莫尔干涉测量仪，它主要包括杨氏弹性模量测量仪大框架、待测丝装夹系统、莫尔干涉系统和连续无级加力系统。底座、立柱和上横梁构成杨氏弹性模量测量仪的大框架，丝连杆、待测丝和丝夹头组成待测丝装夹系统，光源、固定光栅和运动光栅组成莫尔干涉系统，电子称、加力螺杆和螺杆转动盘组成连续无级加力系统。光线照射到光栅副上，呈现出莫尔干涉条纹，旋转螺杆转动盘，电子称显示出相应的受力读数，待测丝长度变化，带动运动光栅移动，光栅副上的莫尔干涉条纹相应移动，从固定光栅的大十字参考线处数出移过的莫尔干涉条纹数，根据莫尔干涉原理可以计算出待测丝的伸长量，进而计算出待测丝的杨氏弹性模量。
文档编号G01N3/08GK102445387SQ201010503288
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者于白茹, 刘军, 刘玉, 华语嫣, 吕冲, 张魏, 徐莉莉, 朱俊, 汪仕元, 瞿建英, 邱倩云, 邱友江, 郝彦军, 钟望, 陈婉璐, 雍志华, 马春蕾, 黄龙香 申请人:四川大学
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