[实用新型]新式杨氏模量测试仪

说明书

本实用新型公开了新式杨氏模量测试仪，属于教学用具领域。本实用新型的新式杨氏模量测试仪，包括支架部分、光路部分、拉力部分和加减力部分，所述的支架部分包括底座和固定在底座上方的框型支架；所述的光路部分包括光源、望远镜、反光镜、光杠杆，其中光源为LED灯与标尺；所述的拉力部分包括拉杆和拉力传感器，所述的拉杆上设置有螺纹。本实用新型的技术方案是一种比较安全、示数稳定和不易损坏的杨氏模量测定仪。同时，在同一台实验仪器上可以使用多种方法测量杨氏模量，在不同的实验方法里又体现了不同的实验思想，使同一台实验仪器发挥最大的教学价值。

技术领域

本实用新型属于教学用具领域，更具体地说，涉及新式杨氏模量测试仪。

背景技术

杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一，是工程技术设计中常用的参数[1]。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义，还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。

1807年因英国医生兼物理学家托马斯 杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它是表征固体材料抵抗形变能力的重要物理量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。

杨氏模量测定仪在大学实验中是不可缺少的一个仪器，但是市面上的仪器具有很多的缺点，测量时耗时耗力不利于教育教学的发展。该项目积极探索发明一种新型测量杨氏模量的仪器，利用了传动装置进行测量杨氏模量的方案，符合国家产业、技术政策，具有较高的科学价值和应用前景。

老式杨氏模量测定仪由望远镜、光杠杆、水平仪、砝码等构成，测量原理比较简单，价格便宜，但是实际操作上比较复杂，由于放入砝码时容易摆动，所以在测量过程中耗时耗力，并且测量数据不精确，同时望远镜要距离光杠杆较远，因此该实验仪器占据空间较大，不利于学生操作。

智能化杨氏模量测定仪，该仪器大量使用传感器，省去了操作部分，全部以数显形式为主。对于工厂的数据测定来说非常方便，但对于教学来说是不行的，因为在教学中我们应该让学生在做实验中学习实验的思想，一味地简洁和方便不利于学生的实验技能的培养。

老式杨氏模量测定仪由望远镜、光杠杆、水平仪、砝码等构成，测量原理比较简单，价格便宜，但是实际操作上比较复杂，由于放入砝码时容易摆动，所以在测量过程中耗时耗力，并且测量数据不精确，同时望远镜要距离光杠杆较远，因此该实验仪器占据空间较大，不利于学生操作和教学活动的展开。现阶段还有比较先进的杨氏模量测试仪，但全自动的测量方式不利于培养学生的实验能力，不能使实验教学发挥其最大的效果。常见的液压式的杨氏模量测试仪经常发生漏水情况，并且加水比较麻烦。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型提供了新式杨氏模量测试仪，本实用新型的技术方案是一种比较安全、示数稳定和不易损坏的杨氏模量测定仪。同时，在同一台实验仪器上可以使用多种方法测量杨氏模量，在不同的实验方法里又体现了不同的实验思想，使同一台实验仪器发挥最大的教学价值。

2.技术方案

本实用新型的新式杨氏模量测试仪，包括支架部分、光路部分、拉力部分和加减力部分，所述的支架部分包括底座和固定在底座上方的框型支架；所述的光路部分包括光源、望远镜、反光镜、光杠杆，其中光源为LED灯与标尺；所述的拉力部分包括拉杆和拉力传感器，所述的拉杆上设置有螺纹；所述的加减力部分包括手动旋钮、螺杆、齿轮，所述的螺杆和齿轮构成涡轮蜗杆结构，所述的手动旋钮和螺杆固连，所述的齿轮内外皆设置有齿纹，所述的齿轮的内圈齿纹与拉杆上的螺纹相匹配。