[发明专利]杨氏模量测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于静态拉伸法测定金属的杨氏弹性模量测试仪。有效提高了测量数据的精度。

背景技术

杨氏弹性模量是描述固体材料弹性形变能力的一个重要物理量，也是选定机械构件材料的依据之一，同样还是工程技术中常用的参数。

杨氏模量(Young's modulus)是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL。F/S叫应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；ΔL/L叫应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量，也称杨氏模量。

根据上式测出等号右边各量后，便可算出杨氏模量。其中F、L和S可用一般的方法测得，唯有伸长量ΔL之值甚小，用一般工具不易测准确。

由于上述实验过程，仪器操作复杂，实验数据误差大等缺点，为解决这一问题，在所公开的仪器和实验方法方面进行了改进。如：

1河南工业职业技术学院高海林用游标卡尺对实验装置进行改进，并对实验方法和过程适当地进行完善，在实验的可靠性、测量精度上有所提高。

2牡丹江师范学院物理系陈薇薇，刘艳凤对望远镜、光杠杆等进行了改进，降低了调节的难度，简化了实验过程，减小了实验误差，杨氏模量的测量精确度有一定的提高。

3楚雄师范学院物理与电子科技系窦金兰，王新春，沈家旺，王昆林结合光放大原理，用一次性增（减）砝码反复读取标尺刻度值的方案。

4青岛科技大学数理学院祝卫 杨清雷通过对光学系统的改进，调整过程比较直观，克服了调整的盲目性，相对缩短了仪器的调整时间。

5琼州大学物理系，黄槐仁通过对测量装置的改装，相对简化了测量过程，对减少误差产生的机会及测量精度有一定的提高。

6合肥师范学院电子信息工程学院赵敏，强晓明，章韦芳用微型激光器代替原来的尺度望远镜，相对提高了测量精度，明显改善了实验操作性。

综上所述，通过上述的改进，相比传统的工具的测量方面确有一定的提高。但是，对于实验仪器操作来说还是比较复杂，而且测量的数据同样有一定误差，对伸长量ΔL放大的量也不是很大。

发明内容

鉴于上述现状，本发明的目的是提供一种改进的静态拉伸法测量金属杨氏弹性模量测试仪，能够快速准确的测出待测金属丝被拉长的长度。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种杨氏模量测试仪，包括圆柱形容器，及安装在圆柱形容器口部位的圆盘，在所述圆柱形容器上设有连通的导管，该导管一端设有一个注液腔，与注液腔连接一显示细玻璃管，及与显示细玻璃管所对应的有一刻度盘，还包括配置有砝码，该砝码与连接在支架上的待测金属丝连接，使砝码作用在圆盘上。当圆柱形容器内放入液体介质时，通过待测金属丝被拉长，圆柱形容器中的液体被排出，由刻度盘记录细玻璃管中的液面高度。

本新型中，所涉及的圆盘一侧端面的中心具有一个凹弧。用于同砝码接触时，保持砝码位于圆盘的中心。

本新型中，还包括安装在圆柱形容器内的隔液膜或是隔液袋。利用隔液膜或是隔液袋，可避免测试过程中圆柱形容器内的液体溢出。

本发明具有的积极效果是：利用砝码作用于待测金属丝，金属丝被拉长，通过细玻璃管中溶液上升的高度用以计算待测金属丝的微小伸长量形成的专门测试仪器。通过测量砝码的质量，细玻璃管的半径，细玻璃管中溶液上升的高度，就可以算出拉金属丝的力的大小，再测量金属丝的长度和横截面积，就可算出杨氏模量。具有操作简便，测试精度高的特点。本新型相比传统的工具的测量方面确有一定的提高。但是，对于实验仪器操作来说还比较复杂，而且测量的数据还是有一定误差，对伸长量ΔL放大的量也不是很大。

附图说明

图1是本新型的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图实施例对本发明作进一步说明。