[实用新型]用杠杆和霍尔集成器测量固体材料微小伸长量的装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用杠杆和霍尔集成器测量固体材料微小伸长量的装置，属于实验仪器。

技术背景：

光杠杆放大法目前较为普遍地运用于“金属丝杨氏模量的测量”、“固体线胀系数的测定”这两个重要的物理实验当中，用来观测金属丝和固体在一维方向上的微小伸长量，但现有光杠杆系统需要占用较大场地，所运用的知识较为单一。此外，相关数据通过肉眼读取，不够客观、唯一；实验人员在观测过程中往往会对光学观测系统造成干扰。

实验仪器综合化、数字化，培养学生综合运用知识的能力，减小场地占用，避免人为干扰测量过程，数据读取客观、唯一，一直是高校学生用仪器的发展方向。目前，把霍尔效应和杠杆放大方法结合在一起，来测量一维方向上的微小伸长量的仪器和方法还没有出现。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种减小场地占用，避免人为干扰测量过程，数据读取客观、唯一的用杠杆和霍尔集成器测量固体材料微小伸长量的方法及装置。

技术解决方案：

本实用新型包括：一级杠杆、二级杠杆，二级杠杆短臂搭接在一级杠杆长臂顶端，二级杠杆长臂下端设有霍尔集成器，霍尔集成器设置在线圈轴线上，霍尔集成器和线圈分别与控制电路连接。

进一步：一级杠杆通过左侧立柱安装在底座上，底座上设有支架，支架与底座1通过轴连接，支架能够绕轴360度旋转，支架上设有线圈，线圈与支架轴连接，线圈能够绕轴360度旋转。

所述底座还设有右侧立柱，右侧立柱与二级杠杆的悬架连接。

所述悬架与二级杠杆通过套筒连接，套筒上设有调节螺栓插孔。

所述一级杠杆和二级杠杆通过套筒与底座连接，套筒上设有调节螺栓插孔。

所述一级杠杆长臂上设有“凸”字形端头；二级杠杆短臂呈“钩”形。

所述霍尔集成器设置在线圈轴线上的滑槽内。

所述控制电路包括：霍尔集成器连接口、毫特斯拉计及显示器、毫特斯拉计调零旋钮、导线插孔、毫安表及显示器、毫安表调节钮、电源开关，霍尔集成器通过霍尔集成器连接口与毫特斯拉计调零旋钮、毫特斯拉计及显示器连接；线圈通过导线与导线插孔、毫安表及显示器、毫安表调节钮连接，电源开关外接电源连接。

本实用新型特点及优点：

本实用新型把霍尔效应和杠杆原理结合在一起，对培养学生综合运用力学和电磁学知识的能力有助益。

1）本实用新型把霍尔集成器、杠杆、底座、支架、线圈、控制电路集合成一个测量系统；

其将霍尔集成器和两级杠杆组成一个霍尔杠杆系统，联合线圈提供的磁场以及控制电路内的毫特斯拉计实现对微小伸长量的测量，并通过数字式显示器把相关数据变化显示出来。可用于拉伸法测量金属丝的杨氏模量，也可用于测量不同固体材料受热时在一维方向上的伸长。其测量过程没有人为干扰，数据客观、唯一；结构紧凑、简单、直观，占用空间少，维护及使用成本低，易于在全国高校推广。

附图说明：

图1 本实用新型结构示意图；

图2 本实用新型控制电路示意图；

图3 本实用新型二级杠杆、霍尔集成器及滑槽的组装示意图；

图4 本实用新型支架、线圈和滑槽的组装示意图；

图5为本实用新型工作原理图。

具体实施方式：

本实用新型见图1-4

底座1──有机玻璃制成，长80cm,宽15cm,厚2cm。上有定位孔，用以安装立杆、线圈；

左侧立柱2──采用轻质、刚性铝合金材料制造，长度可以伸缩，其上部安装一级杠杆；

右侧立柱3──采用轻质、刚性铝合金材料制造，长度可以伸缩，其上部安装伸缩式可调水平悬架；

支架4──C形，用来安装线圈；

线圈5──平均半径为10cm,500匝；

一级杠杆6──采用轻质、刚性铝合金制成，带有上下足的短臂长10cm，长臂为50cm；

悬架7──伸缩式可调，采用轻质、刚性铝合金制造；

二级杠杆8──其由轻质、刚性合金制造的中空管，短臂呈钩形、长10cm，长臂长50cm；

霍尔集成器9──测量精度为0.001毫特斯拉；

滑槽10──固定在线圈轴线上，可带动线圈转动；

数据线11──穿过中空二级杠杆把霍尔集成器与主机连接；

导线12──直流导线连接线圈与控制电路；

控制电路13──包括电流表和毫特斯拉计等集成电路；