一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)用儀器領(lǐng)域，特別是涉及一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的靜態(tài)拉伸法楊氏模量測量儀通過在豎直懸掛的金屬絲下端懸掛砝碼來提供拉力，使金屬絲拉伸，測量金屬絲的伸長量，進(jìn)而求得金屬絲的楊氏模量。在通過望遠(yuǎn)鏡觀察光杠桿中標(biāo)尺所成的虛像時(shí)，由于標(biāo)尺容易發(fā)生晃動(dòng)，因此會(huì)影響整個(gè)設(shè)備的整體讀數(shù)。
[0003]引起標(biāo)尺像晃動(dòng)的原因有兩個(gè):
[0004]第一，金屬絲下端發(fā)生橫向擺動(dòng)。實(shí)驗(yàn)者在增減砝碼的時(shí)候，由于砝碼碰撞金屬絲或砝碼盤，導(dǎo)致金屬絲的橫向擺動(dòng)。
[0005]第二，金屬絲發(fā)生縱向周期性彈性伸縮。實(shí)驗(yàn)中每增減一個(gè)砝碼，金屬絲所承受的拉力將突然發(fā)生改變，金屬絲長度也會(huì)隨之變化，相應(yīng)的，金屬絲內(nèi)部的彈性力也隨之改變。只有當(dāng)該彈性力與外部拉力達(dá)到平衡時(shí)，金屬絲的長度才會(huì)穩(wěn)定下來，標(biāo)尺讀數(shù)也才能穩(wěn)定到一個(gè)確定的數(shù)值。但是實(shí)驗(yàn)用的砝碼質(zhì)量均為lkg，增減砝碼時(shí)，拉力改變量較大，且較突然。金屬絲會(huì)因此發(fā)生彈性振動(dòng)，其長度不斷周期性伸縮，再逐漸趨于平衡。而望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺像也會(huì)在其平衡位置上下晃動(dòng)不止，且晃動(dòng)幅度很大，通常為幾毫米甚至十幾毫米，經(jīng)過很長時(shí)間才能慢慢趨于平衡位置。這樣，就直接影響了實(shí)驗(yàn)者讀取數(shù)據(jù)的精確程度，也帶來了大量的等待時(shí)間。
[0006]另外，由于砝碼重量固定，無法為金屬絲提供連續(xù)可調(diào)的拉力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型提供一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀，在傳統(tǒng)的靜態(tài)拉伸法楊氏模量測量儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，減小測量時(shí)候標(biāo)尺的晃動(dòng)幅度，提高標(biāo)尺的穩(wěn)定性，進(jìn)而加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、方便做實(shí)驗(yàn)者讀數(shù)、提高整個(gè)測量的準(zhǔn)確度，為達(dá)此目的，本實(shí)用新型提供一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀，包括底座、拉力穩(wěn)定裝置、拉力傳感器、中部鋼絲夾具、測量架、上部鋼絲夾具、上固定板、鋼絲、中固定板和下固定板，所述底座內(nèi)有水平儀，所述底座上有一對(duì)測量架，所述上固定板、中固定板和下固定板從上至下依次固定在兩個(gè)測量架之間，所述上固定板的中心處有上部鋼絲夾具，所述中固定板的中心處有中部鋼絲夾具，所述下固定板的中心處有拉力穩(wěn)定裝置，所述拉力穩(wěn)定裝置包括鍵槽、螺紋套、平面軸承、手輪和螺桿，所述螺桿依次向下穿過螺紋套、平面軸承和手輪，所述平面軸承在螺紋套與手輪之間，所述螺紋套上端有伸出桿，所述伸出桿內(nèi)有鍵槽，所述伸出桿穿過下固定板，下固定板中有螺絲與鍵槽配合，所述螺紋套在下固定板下方，所述鋼絲從上部鋼絲夾具下端穿過中部鋼絲夾具，所述鋼絲下端系在鍵槽上端與螺紋套的伸出桿的上端相連。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述螺桿上螺紋的螺距為1mm，螺桿上螺紋的螺距設(shè)計(jì)為Imm，這樣旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定易于控制。
[0009]本實(shí)用新型提供一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)的利用老式砝碼提供拉力的方法，引入拉力傳感器技術(shù)，配合拉力穩(wěn)定裝置，提高了整個(gè)設(shè)備的精度。此項(xiàng)改進(jìn)措施能有效避免傳統(tǒng)測量儀望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺像晃動(dòng)不易穩(wěn)定的明顯弊端，能夠使標(biāo)尺讀數(shù)始終保持非常穩(wěn)定的狀態(tài)，易于精確讀取數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型還實(shí)現(xiàn)了拉力的連續(xù)可調(diào)性，極大地增加了該儀器測量的適用范圍，為楊氏模量的測量和進(jìn)一步的系統(tǒng)研究提供了極大的發(fā)展空間。本申請(qǐng)操作簡單便捷，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)測量方法的革新，具有較好的創(chuàng)新性。
【附圖說明】
[ΟΟ?Ο]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型拉力穩(wěn)定裝置示意圖；
[0012]圖示說明:
[0013]1、底座；2、拉力穩(wěn)定裝置;2-1、鍵槽；2-2、螺紋套；
[0014]2-3、平面軸承；2-4、手輪；2-5、螺桿；3、拉力傳感器；
[0015]4、中部鋼絲夾具;5、測量架；6、上部鋼絲夾具;7、上固定板；
[0〇16]8、鋼絲；9、中固定板； 10、下固定板。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型做詳細(xì)的說明:
[0018]本實(shí)用新型提供一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀，在傳統(tǒng)的靜態(tài)拉伸法楊氏模量測量儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，減小測量時(shí)候標(biāo)尺的晃動(dòng)幅度，提高標(biāo)尺的穩(wěn)定性，進(jìn)而加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、方便做實(shí)驗(yàn)者讀數(shù)、提高整個(gè)測量的準(zhǔn)確度。
[0019]作為本實(shí)用新型一種實(shí)施例，本實(shí)用新型提供如圖1所示的一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀，包括底座1、拉力穩(wěn)定裝置2、拉力傳感器3、中部鋼絲夾具4、測量架5、上部鋼絲夾具6、上固定板7、鋼絲8、中固定板9和下固定板10，所述底座I內(nèi)有水平儀，所述底座I上有一對(duì)測量架5，所述上固定板7、中固定板9和下固定板10從上至下依次固定在兩個(gè)測量架5之間，所述上固定板7的中心處有上部鋼絲夾具6，所述中固定板9的中心處有中部鋼絲夾具4，所述下固定板10的中心處有拉力穩(wěn)定裝置2，所述拉力穩(wěn)定裝置2如圖2所示包括鍵槽2-1、螺紋套2-2、平面軸承2-3、手輪2-4和螺桿2-5，所述螺桿2-5上螺紋的螺距為1mm，螺桿上螺紋的螺距設(shè)計(jì)為1mm，這樣旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定易于控制，所述螺桿2-5依次向下穿過螺紋套2-2、平面軸承2-3和手輪2-4，所述平面軸承2-3在螺紋套2-2與手輪2-4之間，所述螺紋套2-2上端有伸出桿，所述伸出桿內(nèi)有鍵槽2-1，所述伸出桿穿過下固定板10，下固定板中有螺絲與鍵槽配合以致于螺桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，所述螺紋套2-2在下固定板10下方，所述鋼絲8從上部鋼絲夾具6下端穿過中部鋼絲夾具4，所述鋼絲8下端系在鍵槽2-1上端與螺紋套2-2的伸出桿的上端相連。
[0020]本實(shí)用新型工作原理如下:
[0021]首先，該裝置引入拉力傳感器來替代老式砝碼，由稱重?cái)?shù)顯表顯示傳感器測得的拉力數(shù)值，極大地提高了拉力的測量精度。
[0022]其次，為配合拉力傳感器的使用，我們自主設(shè)計(jì)制造了拉力穩(wěn)定裝置。該裝置穿過支架懸掛于金屬絲下方，其軸心貫穿上下的螺桿與拉力傳感器相連，為金屬絲提供拉力。轉(zhuǎn)動(dòng)與螺桿嵌套的手輪，可使螺桿自如地在支架孔內(nèi)上下移動(dòng)，改變螺桿的上下位置。螺桿上的鍵槽與支架孔內(nèi)側(cè)凸起的鍵嵌套，使螺桿不會(huì)隨著手輪旋轉(zhuǎn)而發(fā)生自身轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證螺桿在操作過程中只能上下移動(dòng)而不能左右旋轉(zhuǎn)。這樣，就可以為金屬絲施加持續(xù)的、穩(wěn)定的、連續(xù)可調(diào)的拉力。螺桿上螺紋的螺距為1mm，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，易于控制。
[0023]由于該裝置提供的拉力為連續(xù)變化，且與金屬絲始終牽引保持張緊的狀態(tài)，在增加拉力的過程中不會(huì)出現(xiàn)突然增大的情況，金屬絲長度及其內(nèi)部彈性力的改變均為緩慢平穩(wěn)的過程，故而金屬絲既不會(huì)橫向擺動(dòng)，也不會(huì)出現(xiàn)較大幅度的周期性彈性伸縮，因此標(biāo)尺像也不會(huì)出現(xiàn)明顯晃動(dòng)。我們在實(shí)驗(yàn)中觀察了實(shí)際現(xiàn)象，標(biāo)尺像確實(shí)不會(huì)晃動(dòng)，證明該裝置的確能有效解決這一問題。
[0024]另外，拉力穩(wěn)定裝置為金屬絲提供連續(xù)可調(diào)的拉力，且精度極高，為楊氏模量的系統(tǒng)研究提供了極大的可能性。
[0025]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作任何其他形式的限制，而依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)所作的任何修改或等同變化，仍屬于本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀，包括底座(1)、拉力穩(wěn)定裝置(2)、拉力傳感器(3)、中部鋼絲夾具(4)、測量架(5)、上部鋼絲夾具(6)、上固定板(7)、鋼絲(8)、中固定板(9 )和下固定板(10),所述底座(I)內(nèi)有水平儀，其特征在于:所述底座(I)上有一對(duì)測量架(5)，所述上固定板(7)、中固定板(9)和下固定板(10)從上至下依次固定在兩個(gè)測量架(5)之間，所述上固定板(7 )的中心處有上部鋼絲夾具(6)，所述中固定板(9 )的中心處有中部鋼絲夾具(4)，所述下固定板(10)的中心處有拉力穩(wěn)定裝置(2)，所述拉力穩(wěn)定裝置(2)包括鍵槽(2-1)、螺紋套(2-2)、平面軸承(2-3)、手輪(2-4)和螺桿(2-5)，所述螺桿(2-5)依次向下穿過螺紋套(2-2)、平面軸承(2-3)和手輪(2-4)，所述平面軸承(2-3)在螺紋套(2-2)與手輪(2-4)之間，所述螺紋套(2-2)上端有伸出桿，所述伸出桿內(nèi)有鍵槽(2-1)，所述伸出桿穿過下固定板(10)，下固定板(10)中有螺絲與鍵槽配合，所述螺紋套(2-2)在下固定板(10)下方，所述鋼絲(8)從上部鋼絲夾具(6)下端穿過中部鋼絲夾具(4)，所述鋼絲(8)下端系在鍵槽(2-1)上端與螺紋套(2-2)的伸出桿的上端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀，其特征在于:所述螺桿(2-5 )上螺紋的螺距為Imm。
【專利摘要】一種帶拉力穩(wěn)定裝置的楊氏模量測定儀，本申請(qǐng)底座內(nèi)有水平儀，底座上有一對(duì)測量架，上固定板、中固定板和下固定板從上至下依次固定在兩個(gè)測量架之間，上固定板的中心處有上部鋼絲夾具，中固定板的中心處有中部鋼絲夾具，下固定板的中心處有拉力穩(wěn)定裝置，螺桿依次向下穿過螺紋套、平面軸承和手輪，平面軸承在螺紋套與手輪之間，螺紋套上端有伸出桿，伸出桿內(nèi)有鍵槽，伸出桿穿過下固定板，螺紋套在下固定板下方，鋼絲從上部鋼絲夾具下端穿過中部鋼絲夾具，鋼絲下端系在鍵槽上端與螺紋套的伸出桿的上端相連。本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的靜態(tài)拉伸法楊氏模量測量儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，降低晃動(dòng)幅度，提高標(biāo)尺的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高整個(gè)測量的準(zhǔn)確度。
【IPC分類】G01N3/08
【公開號(hào)】CN205262866
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620001180
【發(fā)明人】繆秋華, 楊卓慧, 楊建林, 袁凱杰, 宋馳
【申請(qǐng)人】金陵科技學(xué)院
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日