[发明专利]一种杨氏模量测量方法

说明书

本发明提供了一种杨氏模量测量方法，属于物理实验器具技术领域。将所述角度测量器置于所述横杆上，调节所述支撑杆一、支撑杆二的高度，直至角度测量器显示竖直方向角度为零；将所述待测金属丝的两端分别由所述卡紧夹头一、卡紧夹头二卡紧，注意给所述待测金属丝一初始张力，并旋转所述卡紧夹头的螺纹使所述待测金属丝紧绷成水平状态；先不放置所述砝码，将所述角度测量器放置在所述连杆上，调节所述微调升降台，直至所述角度传感器显示竖直方向角度为零；放置重力为G₁的所述砝码，记录所述角度测量器的角度θ₁，再放置重力为G₂(G₂G₁)的所述砝码，记录所述角度测量器的角度θ₂；然后计算得出杨氏模量值。本发明具有效率高、精度高等优点。

技术领域

本发明属于物理实验器具技术领域，涉及一种杨氏模量测量方法。

背景技术

杨氏模量是沿纵向的弹性模量，定义为在胡克定律适用范围内，单轴应力和单轴形变之比。杨氏模量衡量各向同性弹性材料的刚度，描述固体材料抵抗形变能力的物理量，是选定材料的依据之一，是工程技术设计中常用的参数。

目前，实验室测量杨氏模量的装置是拉伸法金属丝杨氏模量测量仪。该测量仪采用竖立式结构的测量架，用光杠杆来放大金属丝的微小形变量，再利用望远镜读出标尺的读数，从而测量出金属丝在受到外力作用下的微小伸长量。该测量仪在使用时，操作者需多次调整望远镜对准标尺，以便清晰地看到标尺的刻度，并需反复在望远镜和测量架之间分别操作，实验效率低、高效程度不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种杨氏模量测量方法，本发明所要解决的技术问题是如何快速、精确地测量待测金属的微小伸长量。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种杨氏模量测量方法，其特征在于，测量装置包括支撑杆一、卡紧夹头一、横杆、卡紧夹头二、支撑杆二、微调升降台、角度测量器、连杆、砝码、挂钩和待测金属丝；

所述支撑杆一、横杆和支撑杆二三者相连形成本测量仪的支架；

所述卡紧夹头一和卡紧夹头二分别是螺纹转动设置在所述支撑杆一、支撑杆二上的卡紧件，中部具有所述待测金属丝的插孔，所述待测金属丝能够固定在该插孔内，通过旋转可调制待测金属丝的松紧度；

所述挂钩上端固定在所述待测金属丝的中部，所述挂钩下端可连接所述砝码；

所述微调升降台包括底座，升降板和滚轴，升降板上通过轴承转动连接有一丝杆，丝杆螺纹连接在底座上，底座与升降板之间设置有若干纵向的导向结构，使调节丝杆可微调升降板的纵向高度，所述升降台的纵向高度调节好后保持不变。

所述连杆的一端放置在所述微调升降台的滚轴上，在水平方向可自由滚动，所述连杆的另一端通过转轴连接在所述挂钩的中部，能跟随所述挂钩的下移而下移，从而测量出所述待测金属丝在受所述砝码重力作用时变化的角度。

进一步的，所述待测金属丝下端连接有一载台，所述砝码置于载台上。

进一步的，所述连杆的一端铰接在微调升降台上，所述连杆的一端与微调升降台之间设置有第一电磁吸附结构，所述连杆的另一端与载台之间设置有第二电磁吸附结构，所述第一电磁吸附结构中的通电线圈通电时能够使连杆处于水平状态。

进一步的，所述连杆为中空管状结构，所述连杆靠近载台的一端滑动连接有一滑杆，所述第二电磁吸附结构设置在滑杆与载台之间，所述滑杆上套设有驱使滑杆靠近连杆的拉紧弹簧。