[实用新型]一种利用巨磁电阻测量杨氏模量的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量杨氏模量的装置，尤其是涉及一种利用巨磁电阻测量杨氏模量的装置。

背景技术

杨氏模量是一项重要的物理量，它表征固体的力学性质，因其在工程技术中应用广泛，所以杨氏模量的精确测量具有很高的实际意义。但杨氏模量的测量过程却不简单，特别是其中微小位移测定那部分。一般实验室都是用“光杠杆镜”测量金属丝样品在砝码拉伸下的微小位移，该方法虽然比较精确，但调节过程繁琐，读数不便。巨磁电阻效应是指：非常微小的磁性变化导致电阻发生巨大变化的特殊效应。正是应用这个效应，巨磁电阻可以被制作成精度很高的微小位移传感器，进而被用来在本方法中测量金属丝样品的杨氏模量。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种方便得到金属丝样品在砝码拉伸的微小长度变化，计算出金属丝样品精确的杨氏模量值的利用巨磁电阻测量杨氏模量的装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用巨磁电阻测量杨氏模量的装置，包括：

巨磁电阻芯片定标机构：包括AA002-02型巨磁电阻芯片、定标用电源电表箱及螺线管，对巨磁电阻芯片进行定标；

巨磁电阻传感器定标机构：包括导轨、小磁钢、百分表、铜棒、巨磁电阻传感器，对巨磁电阻传感器进行定标；

杨氏模量测量机构：包括支架、砝码、小磁钢，测量置于该测量机构中的金属丝样品的杨氏模量。

所述的AA002-02型巨磁电阻芯片置于螺线管中，AA002-02型巨磁电阻芯片经线路与定标用电源电表箱的电流及电压的输入、输出端连接。

所述的导轨上开设有凹槽，所述的百分表、铜棒、小磁钢及巨磁电阻传感器依次设置在凹槽内。

所述的金属丝样品吊设在支架上，金属丝样品的下端悬挂砝码及小磁钢，小磁钢的下方设置巨磁电阻传感器。

所述的小磁钢与巨磁电阻传感器之间的距离为130mm。

所述的砝码的起始重量为300g，逐次增重100g至重量为1200g。

所述的巨磁电阻传感器中包含信输出电压信号放大器，将AA002-02型巨磁电阻芯片的输出电压信号放大并利用数字电压表测量。

与现有技术相比，本实用新型在保证精确性和稳定性的同时，省去了老方法中光杠杆镜位置调节，读数望远镜调节，摄像机的调节等一系列复杂繁琐的调节过程。测量过程更加简单，不需要复杂的光杠杆原理和放大法，实验仪器更易取得，实验数据读取更方便，测得的杨氏模量值更精确。

附图说明

图1为巨磁电阻芯片定标机构的结构示意图；

图2为巨磁电阻传感器定标机构的结构示意图；

图3为杨氏模量测量机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种利用巨磁电阻测量杨氏模量的装置，由巨磁电阻芯片定标机构1、巨磁电阻传感器定标机构2、杨氏模量测量机构3组成，其结构分别如图1、2、3所示。巨磁电阻芯片定标机构1包括定标用电源电表箱11、螺线管12及AA002-02型巨磁电阻芯片13，对巨磁电阻芯片进行定标。AA002-02型巨磁电阻芯片13置于螺线管12中，AA002-02型巨磁电阻芯片13经线路与定标用电源电表箱11的电流及电压的输入、输出端连接。巨磁电阻传感器定标机构2包括导轨21、小磁钢25、百分表22、铜棒24、巨磁电阻传感器26，对巨磁电阻传感器26进行定标。在导轨21上开设有凹槽23，百分表22、铜棒24、小磁钢25及巨磁电阻传感器26依次设置在凹槽23内。杨氏模量测量机构3包括支架32、砝码33、小磁钢34，测量置于该测量机构中的金属丝样品31的杨氏模量。金属丝样品31吊设在支架32上，金属丝样品31的下端悬挂砝码33及小磁钢34，小磁钢34的下方设置巨磁电阻传感器35，定标好的AA002-02型巨磁电阻芯片13设在巨磁电阻传感器35中。

上述巨磁电阻测量杨氏模量的工作原理为：

(1)应用巨磁电阻特性测量中的装置和设备对AA002-02型巨磁电阻芯片13进行定标，如图1所述。调节输入电流大小从100mA降至-100mA(负号表示电流方向)，记录输出电压大小，得到数据。

(2)拟合出处输出电压和磁场大小的关系曲线图，并从图中找到输出电压和磁场大小的线性关系良好的区域。