[实用新型]卧式模量测量演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及大学物理实验中的杨氏模量测量演示仪，具体是一种的以钢丝作为被测物的卧式杨氏模量测量演示仪。 

技术背景

胡克定律指出，在弹性范围内，弹性体的应力与应变成正比。应力与应变成的比例系数E称为杨氏模量。设有一长为L，横街面的半径为d，在外力F作用下伸长了δ，则此式为求杨氏模量的公式，但δ比较小，不易测准。 

前公知的用钢丝作被测物的竖拉式杨氏模量测量仪的缺点是仪器笨重、占地面积大，加、减砝码时易造成测量架摇晃，仪器的竖直度不好控制、操作中标尺的像难寻找、读数和加减砝码分处两地，不便调试，测量结果的误差偏大，需望远镜辅助读数，实验现象不显著。 

卧式杨氏模量测量仪结构有：申请号为200510020930.4的“卧式杨氏模量测量仪”以及申请号为200710048447.6的“卧式杨氏模量测量仪”，这两种卧式杨氏模量测量仪存在的共同缺点是施力的大小受砝码限制，不能任意设置，砝码拉索通过定滑轮与测力仪连接，拉索与定滑轮之间存在摩擦力，钢丝拉力受摩擦力影响，增大了实验误差，再加、减砝码增减钢丝的拉力的时候，放置砝码时会造成钢丝的振颤和摇晃，存在钢丝断裂伤人危险；同时申请号为200510020930.4的“卧式杨氏模量测量仪”仪器延伸到实验台外，体积较大，使实验台的摆放受到了限制；申请号为200710048447.6的“卧式杨氏模量测量仪”仪器虽可摆放在实验台上，但由于定滑轮和砝码加重装置在竖直方向占用较大的空间，致使机架高大，体积仍然较大。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种卧式模量测量演示仪，其测量现象显著直观、测量精度高、能任意设置施力的大小、并且操作方便、仪积小、成本低。 

本实用新型的技术方案是：卧式模量测量演示仪，具有底座，其特征在于：底座上依次排列安装有曲尺、卡钳、发射器支架、镜台支架、轨道，其中曲尺、卡钳、轨道通过螺栓与底座固连，发射器支架和镜台支架与底座滑动连接，轨道上装有滑动连接的滑块，滑块上固连有推拉力计，推拉力计的测量端设有夹钳，夹钳的钳嘴端面与磁环磁力连接，发射器支架上装有万向支架，万向支架与固体激光发射器连接，镜台支架上固连有载镜台，载镜台设有通孔，载镜台上装有镜架，镜架上装有反射镜，镜架两侧固连有后足，后足与载镜台活动连接，镜架下固连有前足，前足在载镜台的通孔下方与磁环磁力连接，推拉力计下方的底座上装有丝杠，丝杠通过轴承与底座转动连接，丝杠一端固连有手轮，丝杠上装有丝母，丝母与推拉力计固连。 

底座或发射器支架上装有电池，电池通过电线与固体激光发射器连接。 

使用时，钢丝一端固定在推拉力计测量端的夹钳上，拉紧钢丝，使钢丝平直后再将钢丝的另一端用卡钳固定，所述的镜架、反射镜、前足和后足组成了物理实验常用的光杠杆，通常在前足的偏下部位设有配重块，使后足支撑镜架和反射镜在载镜台上保持垂直竖立，将前足的足尖垂直吸附在磁环上，打开固体激光发射器，通过万向支架调整固体激光发射器，使固体激光发射器发射的激光束通过反射镜折射在曲尺上，轻转手轮带动丝杠旋转，与丝杠螺纹连接的丝母带动推拉力计移动，推拉力计显示拉力或推力数值，同时磁环吸附光杠杆的前足移动，反射镜以光杠杆后足足尖为圆心产生偏转，此时反射在曲尺上的激光束进行位移，由曲尺上的刻度即可读取偏移量，设前足的足尖到两后足的足尖连线的垂直距离为D，反射镜到曲尺的距离为R，δ经光杠杆放大后在尺上对 应的大小为ΔL，则有代入杨氏模量的公式整理后得： 此式为求本实用新型的卧式模量测量演示仪测量结果的公式。 

本实用新型的优点是：采用反射镜折射固体激光发射器发射的激光，在曲尺上读取放大后的偏移量，可使测量现象显著直观、代入公式进行计算，其测量精度高，采用手轮微调推拉力能任意设置施力的大小、操作简单方便，对比现有技术本实用新型的卧式模量测量演示仪积小、成本低。 

附图说明

图1是本实用新型卧式模量测量演示仪的主视图； 

图2是图1的A-A剖面图； 

图3是本实用新型卧式模量测量演示仪的俯视图。 

图中1曲尺、2卡钳、3钢丝、4万向支架、5固体激光发射器、6镜架、7反射镜、8后足、9载镜台、10配重块、11前足、12磁环、13夹钳、14轨道、15推拉力计、16滑块、17丝母、18丝杠、19手轮、20底座、21镜台支架、22发射器支架、23电池。 

具体实施方式