[发明专利]一种用共振原理测金属丝杨氏模量的实验装置及方法

摘要

一种用共振原理测金属丝杨氏模量的实验装置及方法，涉及一种杨氏模量测量装置及方法，本发明为解决目前大学物理实验中测金属丝杨氏模量的实验原理单一抽象，望远镜调节难度大的问题。本发明装置包括在支架上端设置横梁，横梁中间设置上夹头及激振器，金属丝两端与激振器及活动衔铁相连，激振器与信号源相连，测量装置由电感线圈及可调电阻构成的差动电桥、交流电压源、放大装置及示波器构成；本发明方法利用激振器将正弦信号转换为机械振动，使金属丝弹簧振子做受迫振动，由可变电感构成的电桥转换为电信号，调节信号频率，当波形幅度最大时得到金属丝弹簧振子的固有频率，代入公式计算出金属丝杨氏模量。本发明适用于金属丝杨氏模量的测量。

主权项

一种用共振原理测金属丝杨氏模量的实验装置，其特征在于，它包括在支架底座上设置支架，支架上端设置横梁，横梁中间设置上夹头及激振器，金属丝一端与上夹头及激振器相连，另一端与下夹头相连，下夹头与一活动衔铁固定在一起，活动衔铁通过连接装置与一铁块相连；激振器通过接口与正弦信号源相连，正弦信号源输出的正弦信号电压幅度及频率大小可以通过旋钮进行连续调节，并可在显示屏上显示出来，激振器将正弦信号源输出的正弦信号转换为同频率的机械振动，传给连接在一起的铁块及活动衔铁与金属丝构成的金属丝弹簧振子，使金属丝弹簧振子做纵向受迫振动；两个规格完全相同的铁芯分别设置在两个夹具上，夹具安装在支架上，夹具可沿支架移动以改变位置，两只规格完全相同的电感线圈分别绕在两个铁芯上；两只电感线圈及两只可调电阻共同构成一个差动电桥，由可调交流电压源给电桥提供电源，可调交流电压源输出的正弦信号电压幅度及频率大小可以通过旋钮进行调节，并可在可调交流电压源显示屏上显示出来；电桥的输出端连接运算放大器一，作为一个反向电压放大器，电压放大倍数可以通过改变可调反馈电阻及可调输入电阻的大小进行调节，将电桥的输出电压放大，再经作为输出缓冲器的运算放大器二输出，运算放大器二通过接口与模拟示波器相连，模拟示波器可以将放大后的电桥输出电压的波形显示出来，进行观察与测量。