[发明专利]一种杨氏模量测量装置

说明书

本发明提供一种杨氏模量测量装置，包括：底座；测量固定夹具，包括支架、滑动杆、拉力测量器、丝杆、第一测量镜、以及两个夹紧头，支架设于底座上，滑动杆与支架滑接，拉力测量器位于滑动杆的正下方，丝杆用于驱动滑动杆上下滑动，第一测量镜设于滑动杆上，其镜面上设有对准标识，两个夹紧头分别设置在拉力测量器及滑动杆上，并处在同一竖直线上；第二测量镜，其与所述第一测量镜保持在同一高度；观测机构，包括望远镜及设于望远镜一侧的标尺，望远镜正对第二测量镜；以及光源，设置于所述底座上。本发明中的杨氏模量测量装置，通过光学成像原理并配合望远镜放大观察的方式，实现了精确测量微小的长度变化，满足了杨氏模量的测量精度要求。

技术领域

本发明涉及测量工具技术领域，特别涉及一种杨氏模量测量装置。

背景技术

杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向的弹性模量，也是材料力学中的名词。它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。

根据胡克定律可知，物体在弹性限度范围内，应变与应力成正比，比值被称为材料的杨氏模量，其数学表达式为由公式可知，只要测出外力F、物体(如金属丝)原长l和横截面积S以及在F的作用下物体的伸长量δl，就可以测得金属材料的弹性模量E，因此测量的关键在于如何测量微小的长度变化量δl。

现有技术当中，目前一般采用长度测量工具(如长度尺)来测量物体在F作用下的伸长量，然而一般的长度测量工具，不易精确测量微小的长度变化，也难保证其精度要求，导致无法满足杨氏模量的测量精度要求。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种杨氏模量测量装置，以解决现有长度测量工具无法满足杨氏模量的测量精度要求的技术问题。

根据本发明一实施例当中的一种杨氏模量测量装置，包括：

底座；

测量固定夹具，包括支架、滑动杆、拉力测量器、丝杆、第一测量镜、以及两个夹紧头，所述支架设于所述底座上，所述滑动杆水平设置并与所述支架滑接，所述拉力测量器设于所述底座上，并位于所述滑动杆的正下方，所述丝杆连接于所述支架及所述滑动杆上，用于驱动所述滑动杆上下滑动，所述第一测量镜设于所述滑动杆上，其镜面上设有对准标识，所述两个夹紧头分别设置在所述拉力测量器及所述滑动杆上，并处在同一竖直线上；

第二测量镜，其通过第一支撑杆架设于所述底座上，并与所述第一测量镜保持在同一高度；

观测机构，包括望远镜及设于所述望远镜一侧的标尺，所述望远镜通过第二支撑杆架设于所述底座上，并正对所述第二测量镜；以及

光源，设置于所述底座上，并位于所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间。

进一步地，所述夹紧头包括：

螺柱体，其一侧延伸出若干弹性夹片，所述若干弹性夹片围绕所述螺柱体的中轴线圆周阵列排布；

橡胶块，容置于所述若干弹性夹片围成的夹合区域内，所述橡胶块上设有中轴孔；以及

螺母，螺接于所述螺柱体上，用于驱使所述若干弹性夹片收缩，以夹紧所述橡胶块。

进一步地，所述光源通过一光源调节机构设置于所述底座上，所述光源调节机构用于调节所述光源的照明方向。

进一步地，所述光源调节机构包括：

第一齿条，竖直设置并与所述底座滑动连接，所述光源设置于所述第一齿条的顶部；

第一齿轮，与所述底座转动连接，并与所述第一齿轮啮合连接；以及

第一动力源，与所述第一齿轮固定连接，用于带动所述第一齿轮转动。