杨氏模量测定仪制造技术

本实用新型专利技术涉及杨氏模量测定仪，包括底座、仪器壳体、拉伸装置、上位机，底座上设有支撑座，支撑座上安装仪器壳体，仪器壳体上下两端内壁设有多个定滑轮，定滑轮之间呈错位分布；仪器壳体的一侧底端开设有通孔，仪器壳体的另一侧顶端内壁上设有夹紧头，夹紧头上连接有金属丝，金属丝呈S形设置在多个定滑轮上，金属丝另一端穿过通孔并于通孔下方设有观测板，金属丝的末端连接有拉力计，拉力计下端连接有牵引绳，牵引绳与拉伸装置的输出端连接；底座一端设有支架，支架顶部安装有激光位移传感器，激光位移传感器与上位机连接。采用滑轮组节省金属丝所占用的空间长度，采用拉力计进行测力，避免了加砝码时钢丝绳的摆动而产生的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
杨氏模量测定仪
本技术属于物料实验仪器
，具体涉及杨氏模量测定仪。
技术介绍
杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，是一个在机械设计及材料性能研究中，必须考虑固体材料性质的重要力学参量。杨氏模量的测量是大学物理实验中的一项重要实验项目之一，目前通过伸长法测定金属丝的杨氏模量时，传统的光杠杆法的测量精度相对较低，并且现有的卧式测量仪或立式测量仪在水平或竖直方向需要较大的空间，导致仪器占用空间大，不利于教学演示，而且在增减砝码的过程中，待测金属丝会发生晃动，从而对观测、读数产生干扰。
技术实现思路
本技术针对上述问题，公开了杨氏模量测定仪，通过采用滑轮组节省金属丝所占用的空间长度，并通过拉力计避免增减砝码时的摆动。具体的技术方案如下：杨氏模量测定仪，包括底座、仪器壳体、拉伸装置、上位机，所述底座上垂直设有支撑座，所述支撑座上安装所述仪器壳体，所述仪器壳体一侧为开口设置，仪器壳体的上下两端内壁上依次排列设置有多个定滑轮，且位于仪器壳体上下两端的定滑轮之间呈错位分布；仪器壳体的一侧底端开设有通孔，所述通孔位于仪器壳体顶部靠边的一个定位滑轮的下方，仪器壳体的另一侧顶端内壁上设有夹紧头，所述夹紧头上固定连接有金属丝，所述金属丝呈S形依次设置在多个所述定滑轮上，且金属丝另一端竖直向下穿过所述通孔并于通孔下方设有观测板，所述观测板与金属丝之间固定连接，所述金属丝的末端连接有拉力计，所述拉力计下端连接有牵引绳，所述牵引绳为竖直设置并与所述拉伸装置的输出端连接，所述拉伸装置安装在底座上；所述底座靠近通孔的一端设有支架，所述支架顶部安装有激光位移传感器，所述激光位移传感器的光轴方向与金属丝垂直，且激光位移传感器通过信号传输线与所述上位机连接。进一步的，所述拉伸装置包括齿轮箱、驱动轮、转动杆，所述齿轮箱一侧轴端与所述转动杆连接，齿轮箱的另一侧轴端与所述驱动轮连接，且驱动轮上缠绕设置所述牵引绳。进一步的，所述转动杆还可以为伺服电机，所述伺服电机固定设置在齿轮箱一侧，伺服电机的输出轴与齿轮箱一侧轴端连接，且伺服电机与上位机相连，并受上位机控制。进一步的，所述定滑轮的数量为四个，四个所述定滑轮呈两两错位分布于仪器壳体内壁的上下两端。进一步的，所述观测板为水平设置，且观测板的尺寸大于通孔的尺寸并与仪器壳体底部贴合设置。进一步的，所述牵引绳为钢丝绳。进一步的，所述仪器壳体为水平设置的长方体结构。与现有技术相比，本技术的有益效果为：(1)采用滑轮组节省金属丝所占用的空间长度，有效了降低仪器的空间占用率，便于教学演示。(2)采用反射式激光位移传感器能够精准测量金属丝的伸长量，减少误差的产生。(3)采用拉力计进行测力，避免了加砝码时钢丝绳的摆动而产生的测量误差。(4)采用手摇齿轮箱或伺服电机驱动齿轮箱的方式能够提供稳定的拉力输出，并且伺服电机驱动齿轮箱的方式可通过上位机进行控制，从而能够进行自动演示。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图。图2为本技术中实施例1的立体图。图3为本技术中实施例2的立体图。附图标记说明底座1、支撑座11、支架12、激光位移传感器13、信号传输线14、仪器壳体2、夹紧头21、金属丝22、定滑轮23、通孔24、观测板25、拉力计26、牵引绳27、拉伸装置4、齿轮箱41、驱动轮42、转动杆43、伺服电机44、上位机5。具体实施方式为使本技术的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本技术进行进一步描述，任何对本技术技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本技术保护范围。在本技术创造的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。本实用新中所述采用的激光位移传感器的型号为optoNCDT14xx激光三角反射式位移传感器，为现有技术，在此不做赘述。实施例1杨氏模量测定仪，包括底座1、仪器壳体2、拉伸装置4、上位机5，所述底座1上垂直设有支撑座11，所述支撑座11上安装所述仪器壳体2，所述仪器壳体2为水平设置的长方体结构，仪器壳体2一侧为开口设置，仪器壳体2的上下两端内壁上依次排列设置有四个定滑轮23，且位于仪器壳体2上下两端的定滑轮23之间呈两两错位分布；仪器壳体2的一侧底端开设有通孔24，所述通孔24位于仪器壳体2顶部靠边的一个定位滑轮的下方，仪器壳体2的另一侧顶端内壁上设有夹紧头21，所述夹紧头21上固定连接有金属丝22，所述金属丝22呈S形依次设置在多个所述定滑轮23上，且金属丝22竖直向下穿过所述通孔24并于通孔24下方设有观测板25，所述观测板25与金属丝22之间固定连接，观测板25为水平设置，且观测板25的尺寸大于通孔24的尺寸并与仪器壳体2底部贴合设置；所述金属丝22的末端连接有拉力计26，所述拉力计26下端连接有牵引绳27，所述牵引绳为钢丝绳，且牵引绳27为竖直设置并与所述拉伸装置4的输出端连接，所述拉伸装置4安装在底座1上，所述拉伸装置4包括齿轮箱41、驱动轮42、转动杆43，所述齿轮箱41一侧轴端与所述转动杆43连接，齿轮箱41的另一侧轴端与所述驱动轮42连接，且驱动轮42上缠绕设置所述牵引绳27；所述底座1靠近通孔24的一端设有支架12，所述支架12顶部安装有激光位移传感器13，所述激光位移传感器13的光轴方向与金属丝22垂直，且激光位移传感器13通过信号传输线14与所述上位机5连接。工作原理：在进行实验时，通过旋转转动杆43，使得齿轮箱41输出轴带动驱动轮42旋转并对牵引绳27进行缠绕，使得牵引绳27向下拉动拉力计26，直至拉力计26的数值达到指定拉力数值，同时金属丝22在拉力的作用下伸长，使得观测板25向下位移，便于直接观测，激光位移传感器13对金属丝22的伸长量进行测量，并将测得的数据传送至上位机5。有益效果：采用滑轮组节省金属丝22所占用的空间长度，有效了降低仪器的空间占用率，便于教学演示。采用反射式激光位移传感器13能够精准测量金属丝22的伸长量，减少误差的产生。采用拉力计26进行测力，避免了加砝码时钢丝绳的摆动而产生的测量误差。采用手摇齿轮箱41的方式能够提供稳定的拉力输出，避免拉力出现不平衡现象。实施例2为了省去人工操作的繁琐，使测定仪能够进行自动演示，实施例2与实施例1的不同之处在于，所述拉伸装置4包括齿轮箱41、驱动轮42、伺服电机44，所述伺服电机44固定设置在齿轮箱41一侧，伺服电机44的输出轴与齿轮箱41一侧轴端连接，且伺服电机44与上位机5相连，并受上位机5控制，所述驱动轮42与齿轮箱41的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.杨氏模量测定仪，其特征在于，包括底座(1)、仪器壳体(2)、拉伸装置(4)、上位机(5)，所述底座(1)上垂直设有支撑座(11)，所述支撑座(11)上安装所述仪器壳体(2)，所述仪器壳体(2)一侧为开口设置，仪器壳体(2)的上下两端内壁上依次排列设置有多个定滑轮(23)，且位于仪器壳体(2)上下两端的定滑轮(23)之间呈错位分布；仪器壳体(2)的一侧底端开设有通孔(24)，所述通孔(24)位于仪器壳体(2)顶部靠边的一个定位滑轮的下方，仪器壳体(2)的另一侧顶端内壁上设有夹紧头(21)，所述夹紧头(21)上固定连接有金属丝(22)，所述金属丝(22)呈S形依次设置在多个所述定滑轮(23)上，且金属丝(22)另一端竖直向下穿过所述通孔(24)并于通孔(24)下方设有观测板(25)，所述观测板(25)与金属丝(22)之间固定连接，所述金属丝(22)的末端连接有拉力计(26)，所述拉力计(26)下端连接有牵引绳(27)，所述牵引绳(27)为竖直设置并与所述拉伸装置(4)的输出端连接，所述拉伸装置(4)安装在底座(1)上；所述底座(1)靠近通孔(24)的一端设有支架(12)，所述支架(12)顶部安装有激光位移传感器(13)，所述激光位移传感器(13)的光轴方向与金属丝(22)垂直，且激光位移传感器(13)通过信号传输线(14)与所述上位机(5)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.杨氏模量测定仪，其特征在于，包括底座(1)、仪器壳体(2)、拉伸装置(4)、上位机(5)，所述底座(1)上垂直设有支撑座(11)，所述支撑座(11)上安装所述仪器壳体(2)，所述仪器壳体(2)一侧为开口设置，仪器壳体(2)的上下两端内壁上依次排列设置有多个定滑轮(23)，且位于仪器壳体(2)上下两端的定滑轮(23)之间呈错位分布；仪器壳体(2)的一侧底端开设有通孔(24)，所述通孔(24)位于仪器壳体(2)顶部靠边的一个定位滑轮的下方，仪器壳体(2)的另一侧顶端内壁上设有夹紧头(21)，所述夹紧头(21)上固定连接有金属丝(22)，所述金属丝(22)呈S形依次设置在多个所述定滑轮(23)上，且金属丝(22)另一端竖直向下穿过所述通孔(24)并于通孔(24)下方设有观测板(25)，所述观测板(25)与金属丝(22)之间固定连接，所述金属丝(22)的末端连接有拉力计(26)，所述拉力计(26)下端连接有牵引绳(27)，所述牵引绳(27)为竖直设置并与所述拉伸装置(4)的输出端连接，所述拉伸装置(4)安装在底座(1)上；所述底座(1)靠近通孔(24)的一端设有支架(12)，所述支架(12)顶部安装有激光位移传感器(13)，所述激光位移传感器(13)的光轴方向与金属丝(22)垂直，且激光位移传感器(13)通过信号传输线(14)与所述上位机(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贵清，秦月婷，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：新型
国别省市：天津;12