干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置，包括基础平台，在基础平台的一端设置有带有激光发生器的小平台，在基础平台上设置有位于激光发生器出射方向上的扩束镜，在基础平台远离激光发生器的一端滑动连接有滑动平台，所述滑动平台通过粗调旋钮进行控制，在滑动平台上滑动连接有通过细调旋钮控制的动镜平台，动镜平台上则设置有动镜，同时在动镜平台上还设置有数显式拉力测量器，在扩束镜与动镜之间设置有相互平行的分光板和补偿板，并且所述的激光发生器、扩束镜、分光板、补偿板和动镜处于同一条直线L1上。待测金属丝一端连接数显式拉力测量器、待测金属丝另一端固定在支撑柱上，且待测金属丝与所述的直线L1相平行。

A Device for Measuring Young's Modulus of Metal Wire by Automatic Counting Method of Interference Ring

【技术实现步骤摘要】
干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置
本技术涉及一种物理、光学与力学结合的材料力学参数测量装置，特别是一种干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置。
技术介绍
杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向的弹性模量。杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一，是工程技术设计中常用的参数。测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等。在各大高校的物理实验中，杨氏模量主要的测量方法是光杠杆法和迈克尔逊干涉法。光杠杆法测量装置主要由望远镜、支架、细丝固件、小反射平面镜、标尺、砝码、螺旋测微计、游标卡尺、米尺等构成。该种传统的测量方法存在以下缺点：通过镜子看标尺时,反射的像难以调节，将非竖直光路近似看成是同一竖直的光路，会产生误差；通过望远镜看标尺读数，标尺的精度低，产生误差。因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。
技术实现思路
本技术是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，测量结果精确，且适合多种不同材质细丝的测量的装置。本技术的技术解决方案是：一种干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置，其特征在于：所述的装置包括基础平台1，所述基础平台1的一端设置有小平台2，小平台2上设置有激光发生器3，在基础平台1上设置有位于激光发生器3出射方向上的扩束镜11，在基础平台1远离激光发生器的一端滑动连接有滑动平台4，所述滑动平台4通过细调旋钮5进行控制，在滑动平台4上滑动连接有通过粗调旋钮6控制的动镜平台，动镜平台上则设置有动镜7，同时在动镜平台上还设置有数显式拉力测量器8，在扩束镜11与动镜7之间设置有相互平行的分光板9和补偿板10，并且所述的激光发生器3、扩束镜11、分光板9、补偿板10和动镜7处于同一条直线L1上，在基础平台1上还设置有反射镜12，反射镜12对侧的基础平台1上则设置有毛玻璃观察屏13，在毛玻璃观察屏13的背侧还设置有干涉环自动计数器14，所述的分光板9位于反射镜12和毛玻璃观察屏13之间且三者共线L2，且L1与L2相互垂直，在所述的小平台2上还设置有支撑座18，支撑座18内活动连接有支撑柱15，在支撑座18上螺纹连接有与所述支撑柱15相配的锁紧旋钮16，所述支撑柱15的顶端与数显式拉力测量器8之间可连接待测金属丝17，且待测金属丝17与所述的直线L1相平行。本技术同现有技术相比，具有如下优点：本种结构形式的干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统的金属丝杨氏模量测量方法所存在的种种问题，设计出一种自动式的干涉环计数法，相比于传统测量方法中繁琐的人眼计数和用砝码拉伸金属丝的过程，这种装置通过使用干涉环自动计数器记录干涉环的个数和调节细调旋钮使动镜移动并伸直金属丝，来消除传统测量方法中出现测量不准确的现象。同时用数显式拉力测量器测量施加在待测金属丝上的拉力，代入计算公式后，便能够直接求出杨氏模量。这种装置具有测量精确，操作方便、快捷等优点，并且它不仅仅限制于金属丝的杨氏模量测量，还能够用于测量其他细丝的杨氏模量，应用范围较为广泛，适合于在本领域中推广应用，适合高等院校大学物理实验中的综合设计实验。附图说明图1是本技术实施例的俯视图。图2是本技术实施例的主视图。具体实施方式下面将结合附图说明本技术的具体实施方式。如图1、图2所示：一种干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置，它包括一个基础平台1，在基础平台1的一端设置有小平台2，小平台2上设置有激光发生器3，在基础平台1上设置有位于激光发生器3出射方向上的扩束镜11，在基础平台1远离激光发生器的一端滑动连接有滑动平台4，所述滑动平台4通过细调旋钮5进行控制，在滑动平台4上滑动连接有通过粗调旋钮6控制的动镜平台，动镜平台上则设置有动镜7，同时在动镜平台上还设置有数显式拉力测量器8，在扩束镜11与动镜7之间设置有相互平行的分光板9和补偿板10，并且所述的激光发生器3、扩束镜11、分光板9、补偿板10和动镜7处于同一条直线L1上，在基础平台1上还设置有反射镜12，反射镜12对侧的基础平台1上则设置有毛玻璃观察屏13，在毛玻璃观察屏13的背侧还设置有干涉环自动计数器14，所述的分光板9位于反射镜12和毛玻璃观察屏13之间且三者共线L2，且L1与L2相互垂直，在所述的小平台2上还设置有支撑座18，支撑座18内活动连接有支撑柱15，在支撑座18上螺纹连接有与所述支撑柱15相配的锁紧旋钮16，所述支撑柱15的顶端与数显式拉力测量器8之间可连接待测金属丝17，且待测金属丝17与所述的直线L1相平行。本技术实施例的干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置的工作过程如下：首先取长度为L，直径为D的待测金属丝17，将待测金属丝17的两端分别固定在支撑柱15和数显式拉力测量器8上，旋动细调旋钮5，驱动滑动平台4以及其上的动镜7和数显式拉力测量器8运动，保证待测金属丝17处于伸直的状态；然后调节光路，使干涉圆环的环心出现在毛玻璃观察屏13的中心处，如果干涉圆环的环心没有处于毛玻璃观察屏13的中心处，则可通过调节反射镜12的方式来保证干涉圆环的环心运动到视场中央，调节好后，反射镜12与动镜3相互垂直；通过旋动细调旋钮5的方式，让毛玻璃观察屏13上观察到的干涉环的条纹疏密以及亮度合适，从而便于记录干涉环的个数；打开数显式拉力测量器8并调零，然后旋转细调旋钮5，细调旋钮5会驱动动镜平台运动，数显式拉力测量器8拉伸待测金属丝17，当数显式拉力测量器8上有读数且毛玻璃观察屏13上出现干涉环的“涌出”或“陷入”现象后，毛玻璃观察屏13后方的干涉环自动计数器14会自动记录条纹的个数N，而数显式拉力测量器8则能够记录变化N个条纹后待测金属丝17的所承受的拉力F；待测金属丝17的伸长量与动镜3的位移量相等，等于光路中两光线光程差的改变量：由此，可求得待测金属丝17的杨氏模量：其中L为待测金属丝17的长度，D为待测金属丝17的直径，λ为激光波长，L、D、λ均为已知条件。实验者可以在测得条纹个数N和拉力F后，自行进行计算，还可以将数显式拉力测量器8和干涉环自动计数器14通过数据线与计算机相连，测得的结果直接传送到计算机中，由计算机按照上述公式自动进行计算。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置，其特征在于：所述的装置包括基础平台（1），所述基础平台（1）的一端设置有小平台（2），小平台（2）上设置有激光发生器（3），在基础平台（1）上设置有位于激光发生器（3）出射方向上的扩束镜（11），在基础平台（1）远离激光发生器的一端滑动连接有滑动平台（4），所述滑动平台（4）通过细调旋钮（5）进行控制，在滑动平台（4）上滑动连接有通过粗调旋钮（6）控制的动镜平台，动镜平台上则设置有动镜（7），同时在动镜平台上还设置有数显式拉力测量器（8），在扩束镜（11）与动镜（7）之间设置有相互平行的分光板（9）和补偿板（10），并且所述的激光发生器（3）、扩束镜（11）、分光板（9）、补偿板（10）和动镜（7）处于同一条直线L1上，在基础平台（1）上还设置有反射镜（12），反射镜（12）对侧的基础平台（1）上则设置有毛玻璃观察屏（13），在毛玻璃观察屏（13）的背侧还设置有干涉环自动计数器（14），所述的分光板（9）位于反射镜（12）和毛玻璃观察屏（13）之间且三者共线L2，且L1与L2相互垂直，在所述的小平台（2）上还设置有支撑座（18），支撑座（18）内活动连接有支撑柱（15），在支撑座（18）上螺纹连接有与所述支撑柱（15）相配的锁紧旋钮（16），所述支撑柱（15）的顶端与数显式拉力测量器（8）之间可连接待测金属丝（17），且待测金属丝（17）与所述的直线L1相平行。...

【技术特征摘要】
1.一种干涉环自动计数法测量金属丝杨氏模量的装置，其特征在于：所述的装置包括基础平台（1），所述基础平台（1）的一端设置有小平台（2），小平台（2）上设置有激光发生器（3），在基础平台（1）上设置有位于激光发生器（3）出射方向上的扩束镜（11），在基础平台（1）远离激光发生器的一端滑动连接有滑动平台（4），所述滑动平台（4）通过细调旋钮（5）进行控制，在滑动平台（4）上滑动连接有通过粗调旋钮（6）控制的动镜平台，动镜平台上则设置有动镜（7），同时在动镜平台上还设置有数显式拉力测量器（8），在扩束镜（11）与动镜（7）之间设置有相互平行的分光板（9）和补偿板（10），并且所述的激光发生器（3）、扩束镜（11）...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂娟，于笑天，赵嘉禄，郝修路，洪麟，严卫亮，刘娜，李晴，
申请(专利权)人：大连海洋大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21