[实用新型]带红外测距的光杠杆系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带红外测距的光杠杆系统，属于物理实验测量技术领域。

背景技术

在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。

最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长L，截面积为S，沿长度方向施力F后，物体的伸长ΔL，则在金属丝的弹性限度内，有：

E=FSΔLL]]>

我们把E称为杨氏弹性模量。在物理试验中，常将条形物体（如钢丝、金属杆等）沿纵向的弹性模量叫杨氏模量。

拉伸法是利用挂钩配合固定砝码对金属丝施加拉力，然后利用光杠杆放大金属丝的微小伸长量并进行测量。光杠杆法测试仪测量中不足之处在于:

1、望远镜与光杠杆的距离要求在1.2米-1.9米之间，用钢卷尺测量光杠杆镜面到标尺的垂直距离时，会因水平度及钢卷尺仪器误差引入较大误差。

2、光杠杆法测量仪高度达1.6米—1.8米，金属丝的长度L要求在0.6米到1.0米之间，用钢卷尺测量金属丝长度时会因学生身高达不到钢卷尺读书位置而造成眼睛视线无法与刻度值垂直，造成因操作失误导致测量数据不准确。

实用新型内容

本实用新型提出了一种带红外测距的光杠杆系统，该光杆杆系统能够更为精确的测量光杠杆镜面到标尺的垂直距离和金属丝长度并且减小实验误差。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种带红外测距的光杠杆系统，其包含平面镜、望远镜、标尺、横梁、和砝码，其特征在于：在望远镜尺组和横梁的水平面上分别安装红外测距仪，同时在平台上安装两块反光镜，第一反光镜与平面镜水平，第一红外测距仪与标尺水平并与第一反光镜在同一高度，第二红外测距仪下端与被测物顶端水平，第二反光镜的反射面与夹具平面水平。

优选地，所述红外测距仪的反光镜为一块棱镜。它是立方体玻璃的一个角，具有三个相互垂直的反射角，故又称为角反射器。其正向有加工成矩形或圆形的不同品种二棱镜式反射器的主要特点是反射光线平行于入射光线。在安置反光镜时，不要求严格对准主机的方向，用眼睛估准即可。

优选地，所述红外测距仪具有用于显示测量的数值的LCD显示面板。

本实用新型的带红外测距的光杠杆系统与传统的光杠杆系统操作基本相同，但是使用红外测距仪测量在光杠杆镜面至标尺之间的距离和金属丝长度，因而精度高、误差小。

附图说明

图1是本实用新型的带红外测距的光杠杆系统的示意图；

图2是本实用新型的带红外测距的光杠杆系统中红外测距仪的电路原理图。

其中附图标记分别代表：1.金属丝，2.夹具圆孔，3.平面镜，4.砝码，5.望远镜，6.标尺，7.第一红外测距仪，8.第一反光镜，9.第二红外测距仪，10.第二反光镜。

具体实施方式

本实用新型的带红外测距仪的光杠杆系统的示意图如图1所示，砝码4拉长金属丝1产生形变，平台上金属丝1可以通过夹具圆孔2可以上下滑动，拖动平面镜3后足尖下坠，平面镜3发生倾斜，平面镜3的倾斜程度由望远镜5和标尺6读出，第一反光镜8与平面镜3水平，第一红外测距仪7与标尺6水平并与第一反光镜8在同一高度，第一反光镜8和第一红外测距仪用于测量在光杠杆镜面至标尺之间的距离。第二红外测距仪9和与之配套的第二反光镜10用于测量金属丝1的长度。第二红外测距仪9下端与金属丝1顶端水平，第二反光镜10的反射面与夹具平面水平。第一反光镜8和第二反光镜10均为棱镜。第一红外测距仪7和第二红外测距仪9均具有用于显示测量的数值的LCD显示面板。

该带红外测距的光杠杆系统中红外测距仪的电路主要由红外发射电路、红外接收电路、A/D转换电路、单片机、键盘接口电路及LCD显示电路等组成。其原理图如附图2所示：其工作原理为：单片机上电发射红外信号，由键盘控制红外接收电路以及A/D转换电路的工作，将转换结果通过单片机处理后送到LCD显示屏，显示被测距离。