[实用新型]一种用于测量杨氏模量的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试装置，具体涉及一种用于测量杨氏模量的测量装置。

背景技术

杨氏模量是指固体在外力的作用下发生形变大小的弹性系数，用于表征固体材料抵抗形变的能力，是反映材料形变与内应力关系的物理量，是工程技术中的常用参数。

现有技术中，杨氏模量的测量方式分为静态法和动态法两种，动态法常用于测量脆性材料，如玻璃、陶瓷等；而静态法主要有拉伸法、压入法、弯曲法等，适用于较大的形变和常温下的测量，如常用于对金属材料的测量，并且在此基础上还可加入一些其它辅助方法，如电测法、光测法以及声测法等等。

光杠杆法是目前常用的一种测金属材料杨氏模量的方法，其测量装置由一组望远镜、支架、金属丝紧固件、反射平面镜、光杠杆、砝码、螺旋测微器、游标卡尺、米尺构成；测量时，需将待测金属材料切成丝状，作为测试小样，然后固定于金属丝紧固件上，将光杠杆放置在空心圆柱体表面，用望远镜对准反射平面镜，调节望远镜物镜焦距，使其能清晰看见望远镜上标尺刻度，然后在拉伸的金属丝下端托盘上逐步放置砝码来拉伸金属丝，以金属丝伸长的微小长度与光杠杆变化的角度为参数，推算出金属丝伸长变化量。

由公式：FS=YΔLL]]>

得出杨氏模量：Y=8LDπd2bΔFΔn]]>

其中：L是金属丝原长；

d²是金属丝直径；

D反射平面镜距望远镜长度；

ΔF砝码拉力；

b光杠杆臂长；

n、n0标尺读数；

Δn望远镜标尺变化刻度值。

通过几何推道及公式换算，再将测得的各相应值代入，即可求出杨氏模量Y值(上述计算过省略)。

如上所述，在测量时需对待测材料进行采样(切丝)，所以属于有损测量，对被测材料有一定的破坏性。上述各种测量方法均需要对被测材料进行采样切片，都属于有损测量，对被测材料有一定的破坏性，由此使其应用场合受到了限制。

发明内容

本实用新型目的是提供一种无损测量的杨氏模量测量装置，避免对被测材料的损伤，扩大其测量应用范围。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于测量杨氏模量的测量装置，包括电磁铁、金属测试球及控制器，所述电磁铁引出端的一端与电源连接，另一端接于所述控制器的控制信号输出端，待测金属平板位于该电磁铁的下方，并与所述控制器的高电平电连接；所述金属测试球位于电磁铁与待测金属平板之间，并具有自所述电磁铁底部至所述待测金属平板上表面之间的竖直方向的运动自由度，所述金属测试球上设有引出端，该引出端连接至所述控制器的信号输入端并经一下拉电阻接地；所述控制器中设有输入信号检测及处理装置。

上述技术方案中，所述控制器为一单片机系统，包括控制芯片、计数器、缓冲器、振荡器及输入、输出设备，所述振荡器的输出端与所述金属测试球的引出端经与门接至所述计数器输入端上，计数器输出端经缓冲器与控制芯片信号输入端连接，所述输出设备并接于该信号输入端上，所述输入设备接于所述控制芯片的输入端上。

所述振荡器的频率不低于2兆赫。

本实用新型的工作原理解释如下：