楊氏模量測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種楊氏模量測量裝置，包括：測量平臺，測量平臺安裝于兩個支柱中部，測量平臺上設有夾具孔、測微儀孔、激光器、三足支架和至少一個的滑槽，夾具孔下方設有夾具，夾具的上表面插入到所述夾具孔中，所述測微儀孔下方設有測微儀，所述測微儀的測桿插入到所述測微儀孔中，所述測微儀孔與所述夾具孔形成的連線與滑槽平行，激光器水平設置于所述三足支架上，三足支架具有三個支腳，其中第一支腳和第二支腳垂直設置于所述三足支架下方、且位于同一滑槽內，第三支腳為可伸縮支腳，一端與所述三足支架背面相連，另一端置于夾具孔的夾具上表面等特征。本實用新型結構簡單，測量精度得到大大提高，測量步驟更加精簡，測量效率顯著提高。
【專利說明】
楊氏模量測量裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及測量技術領域，尤其涉及一種楊氏模量測量裝置。
【背景技術】
[0002]楊氏模量是表征在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量，它是沿縱向的彈性模量，也是材料力學中的名詞。根據胡克定律，在物體的彈性限度內，應力與應變成正比，比值被稱為材料的楊氏模量，它是表征材料性質的一個物理量，僅取決于材料本身的物理性質，與外力及物體的形狀無關。楊氏模量的大小標志了材料的剛性，楊氏模量越大，越不容易發生形變，是選定機械零件材料的依據之一是工程技術設計中常用的參數。
[0003]在物體的彈性限度內，應力與應變成正比，其比例系數稱為楊氏模量(記為E)。
[0004]應力(ο):是指單位面積上受到的恢復力(F/S)。
[0005]應變(ε):是指在外力作用下的相對形變(相對伸長△L/L)它反映了物體形變的大小。
[0006]用公式表達為:
[0007]E=(F.L)/(S.AL)
[0008]以測量金屬絲的楊氏模量為例，其長度為L，半徑為d，其在力F作用下伸長量為ΔL，用公式表達為:
[0009]E=(4F.L)/(Jid2.AL)
[0010]其中伸長量AL為微小位移量，其精確度對楊氏模量的測量精度影響最大。
[0011]傳統的光杠桿測量伸長量AL的裝置需要借助望遠鏡進行復雜的光學調節，才能達成測量任務，且其精度較低，本
【申請人】申請的專利號為201420296531.5的光杠桿楊氏模量測量儀專利公開了一種較為簡單的測量裝置，但是仍然需要用到平面鏡，其調節測量還是較為復雜，如果平面鏡擺放位置稍有偏差，激光器發射的光束經平面鏡反射后就不能投射到測量標尺上或者測量會產生較大誤差，嚴重影響測量精度。
【實用新型內容】
[0012]為解決楊氏模量測量過程中測量過程復雜，測量效率低，測量精度不高的問題，保證測量精度，精簡測量步驟，提高測量效率。本實用新型提出一種楊氏模量測量裝置，該裝置不再使用傳統測量技術以及本
【申請人】前一申請中都使用到的平面鏡，測量精度得到大大提高，測量步驟更加精簡，測量效率顯著提高。
[0013]為解決上述問題，本實用新型所采取的技術方案是:
[0014]一種楊氏模量測量裝置，包括:
[0015]底座，所述底座上設有垂直立于底座上的兩個支柱；
[0016]測量平臺，所述測量平臺安裝于所述兩個支柱中部，所述測量平臺上設有夾具孔、測微儀孔、激光器、三足支架和至少一個的滑槽，所述夾具孔下方設有夾具，所述夾具的上表面插入到所述夾具孔中，所述測微儀孔下方設有測微儀，所述測微儀的測桿插入到所述測微儀孔中，所述測微儀孔與所述夾具孔形成的連線與滑槽平行，所述激光器水平設置于所述三足支架上，所述三足支架由支撐板和三個支腳組成，其中第一支腳和第二支腳垂直設置于所述支撐板下方、且位于同一滑槽內，第三支腳為可伸縮支腳，一端與所述支撐板背面相連，另一端置于所述夾具孔的夾具上表面；
[0017]橫梁，所述橫梁安裝于所述兩個支柱頂部；
[0018]金屬絲，所述金屬絲垂直穿過所述夾具孔并由夾具夾住，一端固定于所述橫梁底部，另一端連接有一砝碼盤；
[0019]標尺，所述標尺遠離測量平臺且垂直于測量平臺放置，所述激光器發射的光束投射到所述標尺上。
[0020]更進一步的，所述第三支腳包括內柱和套置在所述內柱外的外柱，所述外柱上設置有頂絲，所述內柱末部設置有向下彎曲的拐腳，所述拐腳置于所述夾具孔的夾具上表面。
[0021]更進一步的，所述第一支腳和第二支腳的下端為錐形尖角，所述第三支腳的拐腳末端也是錐形尖角。
[0022]更進一步的，所述滑為3個，且所述滑槽為與所述第一支腳和第二支腳下端錐形尖角相適應的V型槽。
[0023]更進一步的，所述至少一個的滑槽位于距離夾具孔與測微儀孔的中心連線6?8厘米的范圍內。
[0024]更進一步的，所述夾具為鉆頭夾。
[0025]更進一步的，所述測量平臺和橫梁均可滑動的安裝于所述兩個支柱上。
[0026]更進一步的，底座底部還設有底腳螺絲。
[0027]更進一步的，所述測微儀為螺旋測微儀。
[0028]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本實用新型結構簡單，不再使用傳統測量技術以及本
【申請人】前一申請中都使用到的平面鏡，測量精度得到大大提高，測量步驟更加精簡，測量效率顯著提高。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型楊氏模量測量裝置的結構示意圖。
[0030]圖2是本實用新型楊氏模量測量裝置另一方向的結構示意圖。
[0031]圖3是本實用新型楊氏模量測量裝置的三足支架的結構示意圖。
[0032]圖4是本實用新型楊氏模量測量裝置金屬絲被拉伸前的示意圖。
[0033]圖5是本實用新型楊氏模量測量裝置金屬絲被拉伸后的示意圖。
[0034]圖中:1、底座;2、支柱;3、測量平臺；3-1、夾具孔;3-1-1、夾具;3-2、測微儀孔;3-2-
1、測微儀;3-3、激光器;3-4、滑槽;3-5、三足支架;3-5-1、第一支腳;3-5-2、第二支腳;3-5-
3、第三支腳;3-5-3-1、內柱;3-5-3-2、外柱;3-5-3-3、頂絲;3-5-3-4、拐腳;3-5-4、支撐板；
4、橫梁;5、金屬絲;5-1、砝碼盤;6、標尺;7、底腳螺絲。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0036]如圖1和圖2所示的一種楊氏模量測量裝置，包括:
[0037]底座I，所述底座I上設有垂直立于底座I上的兩個支柱2;
[0038]測量平臺3，所述測量平臺3安裝于所述兩個支柱2中部，所述測量平臺3上設有夾具孔3-1、測微儀孔3-2、激光器3-3、三足支架3-5和至少一個的滑槽3-4，所述夾具孔3-1下方設有夾具3-1-1，所述夾具3-1-1的上表面插入到所述夾具孔3-1中，所述測微儀孔3-2下方設有測微儀3-2-1，所述測微儀3-2-1是螺旋測微儀，所述測微儀3-2-1的測桿插入到所述測微儀孔3-2中，所述測微儀孔3-2與所述夾具孔3-1形成的連線與滑槽3-4平行，所述激光器3-3水平設置于所述三足支架3-5上，所述三足支架3-5由支撐板3-5-4和三個支腳組成，其中第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2垂直設置于所述支撐板3-5-4下方、且位于同一滑槽3-4內，第三支腳3-5-3為可伸縮支腳，一端與所述支撐板3-5-4背面相連，另一端置于所述夾具孔3-1的夾具3-1-1上表面，具體的技術方案如圖3所示，所述第三支腳3-5-3包括內柱3-5-3-1和套置在所述內柱3-5-3-1外的外柱3-5-3-2，所述外柱3-5-3-2上設置有頂絲3-5-3-3，所述內柱3-5-3-1末部設置有向下彎曲的拐腳3-5-3-4，所述拐腳3_5_3_4置于所述夾具孔3-1的夾具3-1-1上表面。
[0039]橫梁4，所述橫梁4安裝于所述兩個支柱2頂部；
[0040]金屬絲5，所述金屬絲5垂直穿過所述夾具孔3-1并由夾具3-1-1夾住，一端固定于所述橫梁4底部，另一端連接有一砝碼盤5-1;
[0041]標尺6，所述標尺6遠離測量平臺3且垂直于測量平臺3放置，所述激光器3-3發射的光束投射到所述標尺6上。
[0042]所述夾具344為鉆頭夾。
[0043]所述測量平臺3和橫梁4均可滑動的安裝于所述兩個支柱2上，可以根據實際測量情況調節其位置。
[0044]所述底座I底部還設有底腳螺絲7，可以通過調節底腳螺絲7，使整個測量裝置水平。
[0045]所述激光器3-3上設有偏振片，通過調整偏振片來調節激光器3-3發射出的光束打在標尺6上的光斑大小，同時還可以通過調節激光器3-3來調節亮度。
[0046]根據本實用新型的一個優選實施例，所述第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2的下端為錐形尖角，所述第三支腳3-5-3的拐腳3-5-3-4末端也是錐形尖角，當金屬絲5發生微小位移時，錐形尖角相對于平角來說，發生的位移更大，更容易測量金屬絲的微小位移量，所述滑槽3-4為3個，且所述滑槽3-4為與所述第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2下端錐形尖角相適應的V型槽，V型槽方便第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2下端的錐形尖角偏移，不發生阻擋、碰撞，測量效果更好，而且設有3個滑槽3-4，可以根據不同的金屬絲，將激光器3-3置于不同的滑槽3-4中，其中激光器3-3置于最接近夾具孔3-1的滑槽3-4中時，激光器3-3發射的光束在標尺6上的偏移量最大，觀察效果最明顯，適于測量一些拉伸形變較小的金屬絲。
[0047]所述3個滑槽3-4位于距離夾具孔3-1與測微儀孔3-2的中心連線6?8厘米的范圍內。
[0048]測量前，先利用測微儀3-2-1校準放大倍數，將激光器3-3的第三支腳3-5-3平移至測微儀孔3-2，使拐腳3-5-3-4置于測微儀孔3-2的測桿上表面，使測桿上下移動一個小的距離(例如0.500mm)然后測量激光器3-3發射的光束在遠處標尺6上的移動距離，從而確定該楊氏模量測量裝置的放大倍數。
[0049]測量時，所述激光器3-3的第三支腳3-5-3位于所述夾具孔3-1的夾具3-1-1的上表面，在金屬線被拉伸發生微小位移量后，該夾具3-1-1上表面會隨金屬線向下發生移動，從而該第三支腳3-5-3也隨之下移，從而導致激光器3-3發生由如圖4到如圖5所示的偏移，激光器3-3發射的光束在標尺6上的光斑也產生偏移，通過記錄偏移前后的光斑在標尺6上的讀數，可以獲知光斑偏移量。
[0050]測量時只需要測得激光器3-3發射的光束在標尺6上的偏移量，再用偏移量除以放大倍數就可以得到金屬絲5的微小伸長量，應用本實用新型的楊氏模量測量裝置，不需要再測量光杠桿常數并且不再用到平面鏡，可以更加方便計算出金屬絲5伸長量，進而更加快速、精確得出楊氏模量。
[0051]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種楊氏模量測量裝置，其特征在于，包括: 底座(I)，所述底座(I)上設有垂直立于底座(I)上的兩個支柱(2); 測量平臺(3)，所述測量平臺(3)安裝于所述兩個支柱(2)中部，所述測量平臺(3)上設有夾具孔(3-1)、測微儀孔(3-2)、激光器(3-3)、三足支架(3-5)和至少一個的滑槽(3-4)，所述夾具孔(3-1)下方設有夾具(3-1-1)，所述夾具(3-1-1)的上表面插入到所述夾具孔(3-1)中，所述測微儀孔(3-2)下方設有測微儀(3-2-1)，所述測微儀(3-2-1)的測桿插入到所述測微儀孔(3-2)中，所述測微儀孔(3-2)與所述夾具孔(3-1)形成的連線與滑槽(3-4)平行，所述激光器(3-3)水平設置于所述三足支架(3-5)上，所述三足支架(3-5)由支撐板(3-5-4)和三個支腳組成，其中第一支腳(3-5-1)和第二支腳(3-5-2)垂直設置于所述支撐板(3-5-4)下方、且位于同一滑槽(3-4)內，第三支腳(3-5-3)為可伸縮支腳，一端與所述支撐板(3-5-4)背面相連，另一端置于所述夾具孔(3-1)的夾具(3-1-1)上表面； 橫梁(4)，所述橫梁(4)安裝于所述兩個支柱(2)頂部； 金屬絲(5)，所述金屬絲(5)垂直穿過所述夾具孔(3-1)并由夾具(3-1-1)夾住，一端固定于所述橫梁(4)底部，另一端連接有一砝碼盤(5-1); 標尺(6)，所述標尺(6)遠離測量平臺(3)且垂直于測量平臺(3)放置，所述激光器(3-3)發射的光束投射到所述標尺(6)上。2.根據權利要求1所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述第三支腳(3-5-3)包括內柱(3-5-3-1)和套置在所述內柱(3-5-3-1)外的外柱(3-5-3-2)，所述外柱(3-5-3-2)上設置有頂絲(3-5-3-3)，所述內柱(3-5-3-1)末部設置有向下彎曲的拐腳(3-5-3-4)，所述拐腳(3-5-3-4)置于所述夾具孔(3-1)的夾具(3-1-1)上表面。3.根據權利要求2所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述第一支腳(3-5-1)和第二支腳(3-5-2)的下端為錐形尖角，所述第三支腳(3-5-3)的拐腳(3-5-3-4)末端也是錐形尖角O4.根據權利要求3所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述滑槽(3-4)為3個，且所述滑槽(3-4)為與所述第一支腳(3-5-1)和第二支腳(3-5-2)下端錐形尖角相適應的V型槽。5.根據權利要求4所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述3個滑槽(3-4)位于距離夾具孔(3-1)與測微儀孔(3-2)的中心連線6?8厘米的范圍內。6.根據權利要求1所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述夾具(3-1-1)為鉆頭夾。7.根據權利要求1所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述測量平臺(3)和橫梁(4)均可滑動的安裝于所述兩個支柱(2)上。8.根據權利要求1所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述底座(I)底部還設有底腳螺絲(7)。9.根據權利要求1所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述激光器(3-3)上設有偏振片O10.根據權利要求1所述的楊氏模量測量裝置，其特征在于:所述測微儀(3-2-1)為螺旋測微儀。
【文檔編號】G01N3/14GK205607780SQ201620395262
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】郭濤, 段生貴, 曹南斌, 楊悅, 杜國強
【申請人】河北地質大學