[实用新型]白光干涉杨氏模量测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种白光干涉杨氏模量测量仪。

背景技术

杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。杨氏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。例如，一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL，将F/S定义为应力，其物理意义是该金属丝单位截面积所受到的力；将ΔL/L定义为应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。进一步地，我们定义杨氏弹性模量E，杨氏弹性模量E在数值上等于产生单位应变时的应力，它的单位是与应力的单位相同。杨氏弹性模量是材料的属性，与外力及物体的形状无关，取决于材料的组成。对于直径为d的金属丝来说，如下述公式1所示杨氏弹性模量E可表示为：

E=4FLπd2ΔL]]>(公式1)

其中，L表示金属丝的长度、d表示金属丝的直径、ΔL表示金属丝的伸长量，L、d、ΔL是需要通过测量得到的参数。从公式1可以看出，若要实现杨氏模量的精确测量，就需要分别对L、d、ΔL三个参数实现精密测量。

但现有杨氏模量测量装置存在测量方法复杂且精度不够等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供白光干涉杨氏模量测量仪，用于解决杨氏模量测量方法复杂，精度较低的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种白光干涉杨氏模量测量仪，包括：支撑台101，平行设置于支撑台上表面的第一导轨102、第二导轨103，沿所述第一、第二导轨之间的中轴线设置于支撑台一端的第一观察镜104以及设置于另一端的定滑轮105，从第一观察镜到定滑轮方向上在第一、第二导轨上依次设置第一固定支架106、第一滑动底座107、第二滑动底座108，所述第一固定支架和第二滑动底座上相对地一侧分别沿中轴线设有金属线固定点，用于固定沿中轴线连接的测试金属线，所述第二滑动底座的另一侧沿中轴线设有连接线固定点，用于固定穿过定滑轮的连接重物的连接线；

所述第一固定支架106上沿中轴线设置与中轴线成45度角的分光板M1、所述第二滑动底座上设置有垂直穿过中轴线的第二反射镜M2；所述支撑台上在第一固定支架的分光板M1一侧的位置上设置有光源M0，所述第一固定支架上在分光板M1的另一侧依次设置有与中轴线成45度角的补偿板M3和与中轴线成45度角的第三反射镜M4，所述第一滑动底座上设置有第二固定支架109，所述第二固定支架的一端设置有与第二反光镜M2平行且同向反射的第一反光镜M5，所述分光板M1到第二反光镜M2之间的第一光程和分光板M1经补偿板M3、第三反射镜M4到第一反射镜M5之间的第二光程可经调解第一滑动底座满足干涉条件；

所述支撑台上的所述第一观察镜与所述第一固定支架之间的位置上设置有调解鼓轮110，用于与所述第一滑动底座连接，调解并读数所述第一滑动底座的连接量。

进一步地，所述第一滑动底座上垂直安装有第二观察镜111，以及用于在与中轴线垂直方向上固定金属线的两个固定点112、113。

所述第二观察镜可以是显微镜，用于观察垂直于中轴线横向固定于两个固定点112、113之间的金属丝相对于十字中线的相切位置，从而确定金属丝直径。

所述固定点112、113可以位于第二固定支架上，也可以直接位于第一滑动底座上。

进一步地，所述第一、第二导轨的远离中轴线的一侧设置有标尺，用于读取所述第一滑动底座、第二滑动底座与所述第一固定支架之间的距离。根据标尺可以读取第一滑动底座、第二滑动底座的位置数据，从而计算所述第一光程和第二光程，同时也可读取测量伸长量的金属丝的长度。

本实用新型的白光干涉杨氏模量测量仪，通过观察白光干涉来测定金属丝微小伸长量，使其测量精度达到0.1um。利用显微镜观察及精密蜗轮蜗杆传动系统测量金属丝直径，精度达0.1um，比传统螺旋测微仪测量精度高出100倍。借助标尺及传动系统测量金属丝长度，在测量精度上比用传统的米尺测量实现了大幅提升。

本实用新型的创新之处在于：