[发明专利]一种悬丝耦合弯曲共振法测杨氏模量的实验装置及方法

摘要

一种悬丝耦合弯曲共振法测杨氏模量的实验装置及方法，涉及一种杨氏模量测量装置及方法，本发明为解决目前物理实验中动力学杨氏模量测量方法中材料受热不均匀及共振频率估算不便的问题。本发明装置包括在基座上设置盛有导热液体的不锈钢水槽，待测试样棒用细丝悬挂在激振器及拾振器下面，激振器可分别与扫频仪及正弦信号源相连，拾振器通可分别与扫频仪及放大器相连；本发明通过温度控制器改变导热液体即试样棒的温度，试样棒受热均匀，利用扫频仪通过试样棒的幅频特性曲线得到共振频率的大致值，利用正弦信号源及示波器进一步精确确定共振频率，代入公式即可求出试样棒材料的杨氏模量。本发明适用于杨氏模量的测量。

主权项

一种悬丝耦合弯曲共振法测杨氏模量的实验装置，其特征在于，它包括在基座上设置一个一端封闭的不锈钢水槽，不锈钢水槽壁采用双层结构，中间抽成真空，以起到良好的保温效果，导热液体注入不锈钢水槽内，高度合适，在不锈钢水槽内液体中靠上部分设置一半导体制冷装置，用来冷却导热液体，靠下部分设置一加热装置，用来加热导热液体，中间部分设置一温度传感器，用来测量导热液体的温度，半导体制冷装置、加热装置及温度传感器分别通过接口与温度控制器相连接，通过温度控制器上的按键可以设定导热液体的温度；在基座上设置支架，支架上端设置横梁，横梁中间设置激振器及拾振器，激振器及拾振器可沿横梁移动以改变位置，将一根截面均匀的待测试样棒用两根细丝悬挂在激振器及拾振器下面，试样棒位于导热液体中；激振器通过单刀双掷开关可分别与扫频仪的扫描电压输出接口及正弦信号源相连，拾振器通过单刀双掷开关可分别与扫频仪的Y轴输入接口及放大器相连，放大器通过接口与模拟示波器相连；扫频仪的扫描电压输出接口可输出幅度不变而频率在一定范围内连续变化的正弦信号，正弦信号源输出的正弦信号电压幅度及频率大小可以通过旋钮进行连续调节，并可在显示屏上显示出来；激振器将扫频仪或者正弦信号源输出的正弦信号转换为同频率的机械振动，再由细丝把机械振动传给试样棒，使试样棒做横向弯曲振动，试样棒另一端的细丝再把试样棒的机械振动传给拾振器，拾振器将试样棒的机械振动转换为电信号，该电信号经扫频仪的Y轴输入接口进入扫频仪，扫频仪可将试样棒的幅频特性曲线在显示屏上显示出来；该电信号经放大器放大后，波形可在模拟示波器上显示出来，进行观察与测量。