[实用新型]多重反射激光光杠杆测量金属杨氏模量的装置

说明书

本实用新型提出的是一种多重反射激光光杠杆测量金属杨氏模量的装置，其结构包括金属丝、微型数显拉力传感器、微型升降台、底座、支杆、支架、L型平台支架；其中微型数显拉力传感器固定于底座的上表面中央，2根相互平行的支杆固定于底座的上表面，L型平台支架水平设于2根支杆的中部，支架水平设于2根支杆的顶部，金属丝竖直设于支架和L型平台支架之间，金属丝的顶端固定于支架中部，金属丝的底端穿过L型平台支架中部，并通过微型数显拉力传感器连接微型升降台。本实用新型的优点：不用调节光路，提高实验效率，降低了实验室占用空间；放大倍数不受到限制；降低了成本；可以准确测量出待测金属丝受力部分的长度。

技术领域

本实用新型涉及的是一种多重反射激光光杠杆测量金属杨氏模量的装置，属于测量仪器设备技术领域。

背景技术

传统的测量金属杨氏模量的装置的结构如说明书附图1（a）所示，其放大原理：△L=△x/N；其放大倍数：N=2D/b。要想使放大倍数N达到很大，就要常数D足够大和b足够小。但是在实验室条件下，D一般取1.0米左右，b取0.08米，放大倍数受到实验室空间的限制，放大倍数一般为二十几倍。

上述传统金属杨氏模量测量装置缺点包括：

1）光路调节复杂困难，实验操作效率低，调节时间长：传统杨氏模量测量装置需经过目测调整 （粗调）、调焦找尺 、细调光路水平等步骤，上述调节过程如果掌握不好，就会导致光路调节时间太长，实验不能按时完成；

2）放大倍数受到限制，测量物理量较多，系统误差大：目前现有的光杠杆放大倍数为二十几倍，要想增大放大倍数，就要增大望远镜到B平面镜的距离D（1米以上），从而就会受到实验室空间的限制。常数D和b不易测量，精度比较低误差大；

3）读数望远镜成本高，实验操作占用空间大：目前市场上读数望远镜价格一般为2000元以上，光杠杆装置成本为500-600元左右（两个平面镜、激光器、螺旋测微计平移台）；读数望远镜要在距离加热系统1米以上位置，占用大量空间；

4）金属丝受力部分的长度测量存在偏差：现有实验装置中夹头夹住金属丝的受力点在夹头的中间，测量金属丝的长度时，只能测量两个夹头之间外部的金属丝长度，两个夹头内部的部分金属丝长度不能测量，存在偏差；

5）金属丝受力变化大，且改变受力情况操作不便：现有实验装置采用改变砝码的数量来改变金属丝的受力大小，通常情况下每次是增加或减小1kg去改变受力大小，如果每次增加或减小的太小，受到传统光杠杆放大倍数的限制，标尺的读数不会发生变化。同时，由于望远镜和改变砝码数量之间的距离（D）在1米以上，则操作很不方便，有时候操作者来回改变砝码数量会一不小心碰到镜尺组装置，从而造成实验失败。

发明内容

本实用新型的目的在于克服传统杨氏模量测量装置存在的上述缺陷，提供一种采用多重反射激光光杠杆测量金属杨氏模量的装置，从而降低实验室占用空间；解决光路调节困难问题，提供学生实验效率；减少物理量的测量，降低实验系统误差，提高实验精度。

本实用新型的技术解决方案：多重反射激光光杠杆测量金属杨氏模量的装置，其结构包括金属丝、微型数显拉力传感器、微型升降台、底座、支杆、支架、L型平台支架；其中微型数显拉力传感器固定于底座的上表面中央，2根相互平行的支杆固定于底座的上表面，L型平台支架水平设于2根支杆的中部，支架水平设于2根支杆的顶部，金属丝竖直设于支架和L型平台支架之间，金属丝的顶端固定于支架中部，金属丝的底端穿过L型平台支架中部，并通过微型数显拉力传感器连接微型升降台。

优选的，所述的支架的中部设有A固定夹头，用于固定金属丝的顶端，支架的两侧通过固定螺旋结构与2根支杆连接，并可通过旋转固定螺旋结构调节支架的相对高度。