專利名稱：楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明運(yùn)用莫爾干涉原理于楊氏彈性模量測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
楊氏彈性模量是一個非常重要的性能指標(biāo)。要想準(zhǔn)確測量楊氏彈性模量，就必須準(zhǔn)確測量待測絲的長度變化量。許多材料的楊氏彈性模量很大，待測絲的伸長量就很小，一般長度測量工具難以準(zhǔn)確測量，光杠桿放大法、劈尖干涉法和邁克爾遜干涉法等都被用來測量待測絲的伸長量。但是，光杠桿放大法操作復(fù)雜，劈尖干涉法和邁克爾遜干涉法等都需要單色光源。

發(fā)明內(nèi)容
為了準(zhǔn)確測量楊氏彈性模量，同時避免復(fù)雜操作和對單色光源的限制，本發(fā)明設(shè)計了一種楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，可以使楊氏彈性模量操作簡單、光源不限和結(jié)果準(zhǔn)確。本發(fā)明所述楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，主要包括楊氏彈性模量測量儀大框架、待測絲裝夾系統(tǒng)、莫爾干涉系統(tǒng)和連續(xù)無級加力系統(tǒng)。底座、立柱和上橫梁構(gòu)成楊氏彈性模量測量儀的大框架，絲連桿、待測絲和絲夾頭組成待測絲裝夾系統(tǒng)，光源、固定光柵和運(yùn)動光柵組成莫爾干涉系統(tǒng)。電子稱、加力螺桿和螺桿轉(zhuǎn)動盤組成連續(xù)無級加力系統(tǒng)。工作臺由螺釘固定在大框架立柱上，連續(xù)無級加力系統(tǒng)在工作臺下方，待測絲裝夾系統(tǒng)和莫爾干涉系統(tǒng)在工作臺上方，電子稱與凹球面板、凸球面板、加力螺桿、螺桿連接板和螺桿轉(zhuǎn)動盤依次機(jī)械連接，稱螺桿和螺母把絲連桿和螺桿連接板連接在一起，運(yùn)動光柵由定位螺釘和調(diào)角螺釘連接在絲連桿對著光源的側(cè)面上，固定光柵固定在光柵座上，再由連接螺釘連接在工作臺的上端面，運(yùn)動光柵和固定光柵的刻線呈很小夾角且可調(diào)，兩光柵刻線間距相等，貼合組成一個光柵副，固定光柵標(biāo)有大十字參考線以便觀察干涉條紋的移動，待測絲下端固定在絲連桿上，上端由絲夾頭夾緊并固定在上橫梁上，光源、光源支撐桿和光源座安裝在一起并置于工作臺上端面。測量時，點(diǎn)亮光源，光線照射到光柵副上，呈現(xiàn)出莫爾干涉條紋，松開運(yùn)動光柵的定位螺釘和調(diào)角螺釘，輕轉(zhuǎn)運(yùn)動光柵，改變兩光柵刻線的夾角，使莫爾干涉條紋間距適合操作者觀察后擰緊定位螺釘和調(diào)角螺釘。旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)動盤，帶動加力螺桿驅(qū)動凹凸球面板對電子稱加力，電子稱顯示出相應(yīng)的受力讀數(shù)，同時，稱連桿和絲連桿將力傳遞給待測絲，待測絲長度變化，絲連桿運(yùn)動，帶動運(yùn)動光柵移動，光柵副上的莫爾干涉條紋相應(yīng)移動，緩慢連續(xù)加力，莫爾干涉條紋緩慢移動，可以從固定光柵的大十字參考線處數(shù)出移過的莫爾干涉條紋數(shù)，根據(jù)莫爾干涉原理可以計算出待測絲的伸長量，進(jìn)而計算出待測絲的楊氏彈性模量。所用的計算公式如下設(shè)固定光柵和運(yùn)動光柵的刻線間距均為 W，受力變化量為F，莫爾干涉條紋移過N條，待測絲橫截面積為S，被測長度為L，則待測絲伸長量 B = NW，待測絲楊氏彈性模量Y = FL/BS = FL/NWS。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用莫爾干涉原理測量楊氏彈性模量，操作簡單，光源不限，結(jié)果精確，同時為莫爾干涉原理的應(yīng)用開辟了一個新的領(lǐng)域。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明所述楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是光源和光柵副的A向位置示意圖。圖3是光柵副的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、底座，2、螺桿轉(zhuǎn)動盤，3、凸球面板，4、工作臺，5、螺釘，6、立柱，7、光源，8、 運(yùn)動光柵，9、待測絲，10、絲夾頭，11、上橫梁，12、固定光柵，13、光源座，14、絲連桿，15、電子稱，16、凹球面板，17、稱連桿，18、螺桿連接板，19、螺母，20、加力螺桿，21、光源支撐桿，22、 大十字參考線。23、定位螺釘，24、調(diào)角螺釘，25、連接螺釘，26、光柵座。
具體實(shí)施例方式在圖中，底座(1)、立柱(6)和上橫梁(11)構(gòu)成楊氏彈性模量測量儀的大框架，工作臺由螺釘(5)固定在立柱(6)上，電子稱(15)位于工作臺(4)的下端面，與凹球面板(16)、凸球面板(17)加力螺桿(20)、螺桿連接板(18)和螺桿轉(zhuǎn)動盤( 依次機(jī)械連接， 電子稱(15)可用6千克至15千克、最小感量0.5克的天平，稱連桿(17)和螺母(19)把絲連桿(14)和螺桿連接板(18)連接在一起，運(yùn)動光柵(1 由定位螺釘和調(diào)角螺釘 (24)連接在絲連桿(14)對著光源(7)的側(cè)面上，固定光柵(8)固定在光柵座06)上，再由連接螺釘0 連接在工作臺(4)的上端面，運(yùn)動光柵(1 和固定光柵(8)的刻線呈很小夾角且可調(diào)，兩光柵刻線間距相等，貼合組成一個光柵副，固定光柵(8)標(biāo)有大十字參考線 (22)，待測絲(9)下端固定在絲連桿(14)上，絲連桿(14)的下端面距工作臺(4)的上端面 5厘米作為絲連桿(14)的運(yùn)動空間，待測絲(8)的上端由絲夾頭(10)夾緊并固定在上橫梁 (11)上，光源(7)、光源支撐桿和光源座(13)安裝在一起置于工作臺(4)上端面，光線照射到光柵副上。
權(quán)利要求
1.一種楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，主要包括楊氏彈性模量測量儀大框架、待測絲裝夾系統(tǒng)、莫爾干涉系統(tǒng)和連續(xù)無級加力系統(tǒng)，其特征是底座、立柱和上橫梁構(gòu)成楊氏彈性模量測量儀的大框架，絲連桿、待測絲和絲夾頭組成待測絲裝夾系統(tǒng)，光源、固定光柵和運(yùn)動光柵組成莫爾干涉系統(tǒng)，電子稱、加力螺桿和螺桿轉(zhuǎn)動盤組成連續(xù)無級加力系統(tǒng)。工作臺固定在立柱上，連續(xù)無級加力系統(tǒng)安裝在工作臺下端面，莫爾干涉系統(tǒng)和待測絲裝夾系統(tǒng)安裝在工作臺上端面，絲連桿在工作臺上5厘米處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，其特征是連續(xù)無級加力系統(tǒng)的電子稱安裝在工作臺的下端面，與凹凸球面板、加力螺桿、螺桿連接板、螺桿轉(zhuǎn)動盤機(jī)械連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，其特征是待測絲裝夾系統(tǒng)的待測絲下端固定在絲連桿上，上端由絲夾頭加緊并固定在上橫梁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，其特征是莫爾干涉系統(tǒng)的運(yùn)動光柵安裝在絲連桿對著光源的測面，固定光柵固定在光柵座上在連接在工作臺上端面， 兩光柵刻線間距相等，夾角很小且可調(diào)，貼合組成光柵副，光源、光源支撐桿和光源作安裝在一起并置于工作臺上，光線照射到光柵副上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，其特征是稱連桿和螺母將待測絲裝夾系統(tǒng)和連續(xù)無級加力系統(tǒng)連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀連續(xù)無級加力系統(tǒng)的電子稱可用6千克至15千克、最小感量0. 5克的天平。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，其特征是旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)動盤， 電子稱和待測絲同時受力，電子稱顯示處受力讀數(shù)，待測絲長度變化引起莫爾干涉條紋移動。
全文摘要
一種楊氏彈性模量莫爾干涉測量儀，它主要包括楊氏彈性模量測量儀大框架、待測絲裝夾系統(tǒng)、莫爾干涉系統(tǒng)和連續(xù)無級加力系統(tǒng)。底座、立柱和上橫梁構(gòu)成楊氏彈性模量測量儀的大框架，絲連桿、待測絲和絲夾頭組成待測絲裝夾系統(tǒng)，光源、固定光柵和運(yùn)動光柵組成莫爾干涉系統(tǒng)，電子稱、加力螺桿和螺桿轉(zhuǎn)動盤組成連續(xù)無級加力系統(tǒng)。光線照射到光柵副上，呈現(xiàn)出莫爾干涉條紋，旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)動盤，電子稱顯示出相應(yīng)的受力讀數(shù)，待測絲長度變化，帶動運(yùn)動光柵移動，光柵副上的莫爾干涉條紋相應(yīng)移動，從固定光柵的大十字參考線處數(shù)出移過的莫爾干涉條紋數(shù)，根據(jù)莫爾干涉原理可以計算出待測絲的伸長量，進(jìn)而計算出待測絲的楊氏彈性模量。
文檔編號G01N3/08GK102445387SQ201010503288
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者于白茹, 劉軍, 劉玉, 華語嫣, 呂沖, 張魏, 徐莉莉, 朱俊, 汪仕元, 瞿建英, 邱倩云, 邱友江, 郝彥軍, 鐘望, 陳婉璐, 雍志華, 馬春蕾, 黃龍香 申請人:四川大學(xué)