[实用新型]改进迈克尔逊干涉仪测磁致伸缩系数的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量磁致伸缩系数的装置，特别涉及对迈克尔逊干涉仪的改进。

背景技术

磁致伸缩材料在磁场的作用下，长度发生变化，可以实现电磁能、机械能之间的转化，因此磁致伸缩在所有的磁性材料中起着重要的作用，被广泛用于磁致伸缩元器件的开发，迄今为止，该材料的应用器件的专利已达二千多个。磁致伸缩材料主要有铁氧体、Fe-Co-Sm-B系非晶和金、巨磁致伸缩材料、记忆合金磁致伸缩材料等。磁致伸缩材料因其优良特性而得到广泛的关注和应用。

磁致伸缩系数是表征磁致伸缩材料的一个重要特性。其实验现象是，当有一外加强磁场平行于一棒状样品轴线进行磁化时，磁场一方面克服磁各向异性能将磁矩取向于外磁场方向，另一方面棒的长度也将发生伸长或缩短。为此，对磁致伸缩系数的测量就显得尤为重要。

在现行的大学物理实验中，磁致伸缩系数的测量多采用非平衡电桥的方法，即把作为桥臂的电阻应变片贴在待测样品上，将样品长度的变化转为桥臂电阻的变化进行测量。但是由于此方法中，温度及磁电阻效应等因素均会对实验产生一定的影响，电路中出现严重的漂移现象，导致测量难以准确进行。

此外，目前现有的技术中，磁致伸缩测量还采用智能测量系统、电容位移等方法。这些方法首先花费偏多，此外也不能够充分训练学生在大学物理实验中的动手能力。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述缺陷，提供一种测量铁磁材料磁致伸缩系数的装置，本装置在现有大学物理实验“迈克尔逊干涉仪”的基础上作了改装。增加了磁化测量系统。

本实用新型的技术方案是：一种改进迈克尔逊干涉仪测磁致伸缩系数的装置，包括迈克尔逊干涉仪和磁化测量系统。迈克尔逊干涉仪上设置有导轨和反射镜，导轨上设置非磁性的挡板，待测样品放置于反射镜与挡板之间，所述磁化测量系统由交流螺线管、交流调压器、电流计、滑动变阻器、直流稳压源以及开关构成，所述交流螺线管内轴线位置置有挡板、待测样品及反射镜，所述交流调压器、电流计、滑动变阻器、直流稳压源以及开关均置于外电路中，所述交流螺线管为自绕制螺线管，螺线管内径为22cm，长度为20cm，螺线管上密绕直径为1mm的漆包线圈，线圈匝数为5000匝。螺线管用以提高磁场强度，使待测样品在强磁场下被磁化，从而使待测样品表现出磁致伸缩特性以及材料尺寸的变化，而材料尺寸的变化最终引起反射镜位置的改变，进而引起干涉条纹级数的变化。交流调压器为能够提供退磁用所需0～250V交流电压的调压器。实验开始前，为了避免样品本身已被磁化的影响，我们首先采用交流调压器对待测样品调压退磁。电流计可测量系统内安培级电流，即安培级电流计。实验过程中，记录电流变化情况，依据电流可计算得到磁场强度B的值(B＝μ₀nI)。在实验测量过程中，为了提供测量系统内变化的电流，在封闭测量系统中还安装有一滑动变阻器，滑动变阻器的可调电阻范围为0～200Ω。同时，在实验测量过程中，为确保电路正常工作，需提供0～80V的直流稳压源。

当螺线管线圈中通过电流I时，经计算其轴线处磁感应强度为B＝μ₀nI，待侧样品在磁场作用下其长度将发生变化，从而引起干涉条纹级数改变。设样品的伸缩量为ΔL，条纹级数改变量为ΔK，则由迈克尔逊干涉仪原理可知ΔL=ΔKλ2,]]>由伸缩量的改变计算样品磁致伸缩系数α=ΔLL=ΔKλ2L.]]>