[实用新型]一种杨氏模量测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种杨氏模量测量仪，主要应用于大、中专院校物理实验教学。

背景技术

目前，大学物理实验中金属杨氏模量测量仪主要由支架、钢丝、夹头、砝码、光杠 杠、望远镜尺组等组成。杨氏模量测量的难点是如何准确测量钢丝在外力作用下的形变量， 上述的杨氏模量测量是通过加减砝码使钢丝发生形变，其形变量通过光杠杠及望远镜尺组 进行放大来进行测量，这种测量必须观察望远镜中米尺的读数变化，其方法的不足是望远 镜难以调节与观察，且测量时须来回走动加减砝码，既不方便又繁杂。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种杨氏模量测量仪， 该测量仪能够克服现有仪器由于望远镜尺组难于调节的困难，且加减砝码时不须来回走 动。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种杨氏模量测量仪，包括横梁、支架、底座、砝码、支撑杆、指示器、电缆线、支架、固定螺丝、千分尺、接近开关、杠杆、杠杆支点、杠杆A端、夹头、金属丝、夹头。指示器包括机箱、指示灯、电缆座。仪器底座上有支架、支撑杆、支架。支架上有横梁，横梁上有夹头，夹头夹持金属丝的上端，夹头夹持金属丝的下端，夹头的下端挂有砝码。支撑杆在杠杆支点处支撑杠杆，杠杆A端顶在夹头下端的平面上，杠杆的另一端装有接近开关。接近开关通过电缆线与指示器中的电缆座电连接。支架上装有千分尺，千分尺通过固定螺丝可以在支架上上下移动。当千分尺调节到接近开关上方的某一位置时，指示器的指示灯将发亮。当增加砝码时，金属丝将会伸长，杠杆A端将随夹头下端平面下降，由于杠杆的作用，杠杆将绕杠杆支点转动，接近开关将会上升。调节千分尺，当指示器的指示灯再次亮时，即可测出千分尺的读数变化量，金属丝的伸长量即可通过杠杆放大为千分尺的读数变化量测量。长度为，横截面积为的金属丝，受到砝码重力的拉伸使其长度伸长，根据虎克定律，金属丝在弹性限度内，它的应力和应变成正比，即：，式中的即为杨氏模量。设杠杆A端到杠杆支点的距离为，杠杆支点到接近开关中心的距离为，千分尺在两次指示灯亮时的读数差为，则金属丝的伸长量即通过杠杆放大为千分尺的读数变化量测量，，由即可求出该金属丝的杨氏模量。本实用新型的有益效果是，支撑杆在杠杆支点处支撑杠杆，杠杆A端顶在夹头下端的平面上，杠杆的另一端装有接近开关，接近开关通过电缆线与指示器中的电缆座电连接，支架上装有千分尺，千分尺通过固定螺丝可以在支架上上下移动，当千分尺调节到接近开关上方的某一位置时，指示器的指示灯将发亮，当增加砝码时，金属丝将会伸长，杠杆A端将随夹头下端平面下降，由于杠杆的作用，杠杆将绕杠杆支点转动，接近开关将会上升，调节千分尺，当指示器的指示灯再次亮时，即可测出千分尺的读数变化量，金属丝的伸长量即可通过杠杆放大为千分尺的读数变化量测量，根据虎克定律：，即可方便求出杨氏模量，有效地解决了现有仪器望远镜尺组难于调节的困难，方便而直观，并能拓展学生视野和知识面。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中指示器结构示意图。

图中，1、横梁，2、支架，3、底座，4、砝码，5、支撑杆，6、指示器，7、电缆线，8、支架，9、固定螺丝，10、千分尺，11、接近开关，12、杠杆，13、杠杆支点，14、杠杆A端，15、夹头，16、金属丝，17、夹头，18、机箱，19、指示灯，20、电缆座。

具体实施方式

在图1中，仪器底座（3）上有支架（2）、支撑杆（5）、支架（8）。支架（2）上有横梁（1），横梁（1）上有夹头（17），夹头（17）夹持金属丝（16）的上端，夹头（15）夹持金属丝（16）的下端，夹头（15）的下端挂有砝码（4）。支撑杆（5）在杠杆支点（13）处支撑杠杆（12），杠杆A端（14）顶在夹头（15）下端的平面上，杠杆（12）的另一端装有接近开关（11）。接近开关（11）通过电缆线（7）与图2中的电缆座（20）电连接。支架（8）上装有千分尺（10），千分尺（10）通过固定螺丝（9）可以在支架（8）上上下移动。当千分尺（10）调节到接近开关（11）上方的某一位置时，指示器（6）的图2中的指示灯（19）将发亮。当增加砝码（4）时，金属丝（16）将会伸长，杠杆A端（14）将随夹头（15）下端平面下降，由于杠杆（12）的作用，杠杆（12）将绕杠杆支点（13）转动，接近开关（11）将会上升。调节千分尺（10），当指示器（6）的图2中的指示灯（19）再次亮时，即可测出千分尺（10）的读数变化量，金属丝（16）的伸长量即可通过杠杆（12）放大为千分尺（10）的读数变化量测量。长度为，横截面积为的金属丝（16），受到砝码（4）重力的拉伸使其长度伸长，根据虎克定律，金属丝（16）在弹性限度内，它的应力和应变成正比，即：，式中的即为该金属丝（16）的杨氏模量。设杠杆A端（14）到杠杆支点（13）的距离为，杠杆支点（13）到接近开关（11）中心的距离为，千分尺（10）在两次图2中的指示灯（19）亮时的读数差为，则金属丝（16）的伸长量即通过杠杆（12）放大为千分尺（10）的读数变化量测量，，由即可求出该金属丝（16）的杨氏模量。