[实用新型]一种杨氏模量测量装置

说明书

本实用新型公开了一种杨氏模量测量装置，包括：底座；第一夹丝组件，设于所述支架上端；加力装置，设于所述金属丝的下端；十字叉丝板，固定于第一夹丝组件与加力装置之间部分的金属丝上；读数显微镜，与所述十字叉丝板位置相对，用于读取十字叉丝板上的刻度值。改进之处在于，所述叉丝板由分化板代替，所述分化板上刻有至少两个刻度标识，所述刻度标识线宽不大于0.01mm；所述读数显微镜为数码显微镜。本实用新型省去了传统读数显微镜中对目镜分划板的苛刻要求，由相对的简易的分化板即可代替难以购买的高精度目镜分划板，且测量精度更好，实用性非常高。此外还增设了调节机构，使得数码显微镜调节更加方便，缩短了清晰成像的调整时间。

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验设备，具体指利用拉伸方式测定金属丝的杨氏模量测量装置，属于物理实验测量技术领域。

背景技术

杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。目前，采用拉伸方式测量金属丝杨氏模量的方法大致分为两类：光杠杆法和显微放大法，而其中又以显微放大法应用最为典型。

以显微放大法为工作原理的测量装置结构如下：在支架的上端通过夹头夹紧金属丝的一端，另一端利用加力装置(如砝码)对金属丝施加张力。叉丝板固定在金属丝上某一位置。利用读数显微镜和图像传感器对叉丝板进行放大，并将放大后的图像显示在显示器上。读数显微镜具有固定的放大倍数，在其目镜分划板上有刻度线，当读数显微镜与叉丝板的距离调适当后，图像由模糊变为清晰，此时可读取叉丝板在目镜分划板上的成像位置。改变所加张力后，叉丝板在目镜分划板上的成像位置再次发生改变，此时再次读取叉丝板在目镜分划板上的成像位置。通过读取不同张力下叉丝板的位置，根据其他相关测量数据，即可计算出金属丝的杨氏模量。

当前采用显微放大法的杨氏模量测量装置存在如下弊端：①测量距离调整不便：现有装置利用读数显微镜的目镜分划板观察叉丝板的位置变化，而读数显微镜存在着放大倍数固定，物距固定的不足，导致测量装置使用时，测量距离调整耗时长，调整不便；②对目镜分划板的分度值要求苛刻：根据杨氏模量实验的误差要求，目镜分划板的分度值宜不大于0.05mm，而当前满足分度值要求的常规分划板量程为1mm或5mm，在实验中处于临界参数或量程太大，因此存在着测量结果误差要求与设备部件综合参数的矛盾。

发明内容

基于上述所述，本实用新型要解决的技术问题是针对现有测量装置读数显微镜放大倍数固定、测量距离固定、对目镜分划板要求苛刻的弊端，提供一种放大倍数灵活，测量距离可调，且可降低对刻线分度值要求的测量装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种杨氏模量测量装置，包括：底座，所述底座上设有支架；第一夹丝组件，设于所述支架上端，用于固定金属丝的上端；加力装置，设于所述金属丝的下端，用于对金属丝施加拉力；十字叉丝板，固定于第一夹丝组件与加力装置之间部分的金属丝上；读数显微镜，与所述十字叉丝板位置相对，用于读取十字叉丝板上的刻度值。改进之处在于，所述叉丝板由分化板代替，所述分化板上刻有至少两个刻度标识，所述刻度标识线宽不大于0.01mm。

所述分化板为一个小的平板，平板上正对数码显微镜的面上刻有刻度标识，刻度标识可以是平行的线或者是点或者是点和线的组合；标识的数量至少为两个，即可以是两条或多条平行的线，或者是两个或多个点；优选地，标识的数量为两个即可满足本实用新型之需求。

所述的第一夹丝组件包括固定于支架上端的若干接头，横杆及设置于横杆上的左固定夹、右固定夹；所述横杆设于所述若干接头之间，所述金属丝夹持在所述左固定夹、右固定夹之间。

优选地，本装置还包括第二夹丝组件，所述第二夹丝组件设于金属丝下端，所述的加力装置设于第二夹丝组件下端；所述的分化板设于第二夹丝组件上端。第二夹丝组件与第一夹丝组件结构相类似，主要包括两个相对的固定夹，两个相对的固定夹通过锁紧螺栓组合在一起，从而将金属丝夹持固定。