[实用新型]迈克尔逊综合实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量金属特理性能的装置，具体说是一种综合迈克尔逊干涉仪与杨氏模量仪的功能组合而成的迈克尔逊综合实验仪。

背景技术

上个世纪70年代后，半导体电路集成技术迅速增长展，大型多功能的半导体集成电路块在各领域应用十分广泛，数字电路与模拟电路相互转换，这对实现非电学量的电测量提供了方便。

由材料力学知，在弹性范围内，圆环在直径方向受到力的作用，造成的形变与力的大小成正比。若在圆环的壁上贴上电阻应变片，由于应变的作用，电阻应变片的阻值将发生变化，电阻应变片是在电桥中将会造成输出电势差的改变。这样我们把力的测量转化为电势差测量，然后通过数字运算电路又转化为力的大小显示。

测量金属丝的杨氏模量的方法很多，主要区别是测量微小伸长量的方法。如光杠杆放大法，衍射法，测量显微镜直读法等等。

目前的迈克尔逊干涉仪与杨氏模量仪组合在一起的仪器均存在结构复杂、操作麻烦、实用性不强的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是的提供一种测量精度高、误差小、操作简便的迈克尔逊综合实验仪。

本实用新型提供的迈克尔逊综合实验仪，包括由光程差显示机构、安装在架体上的移动托板、平行导轨和拉伸机构组成的迈克尔逊干涉仪，拉伸机构由手轮、传动丝杆组成，在传动丝杆和移动托板之间安装有通过传动丝杆移动而计量出拉力的测力机构，所述的测力机构包括弹性环、置于弹性环上的电阻应变片和通过导线连接的测力计。

测力机构测力机构中的弹性环通过伸缩弹簧与传动丝杆和移动托板连接。

该弹性环由钢、合金或碳纤维材料制成，或采用其它具有弹性材质的材料制成。

本实用新型以迈克尔逊干涉仪为基础，用单色光的波长这一个永久不变的量作为长度单位，测量出微小伸长量，进一步计算出金属丝的杨氏模量。将迈克尔逊干涉仪与金属丝的杨氏模量测量仪通过测力机构结合在一起，可测量金属丝的杨氏模量。本实用新型具有测量精度高、误差小、结构新颖、操作稳与简单的特点，对微小伸长量的测量结果达到光波波长的数量级。在教学中可拓宽学生的知识面，在生产与科研中也有很好的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A部分放大图。

具体实施方式

参照图1、图2，本实用新型提供的迈克尔逊综合实验仪，一种迈克尔逊综合实验仪，包括由光程差显示机构、安装在架体1上的移动托板4、平行导轨2和拉伸机构组成的迈克尔逊干涉仪，其中光程差显示机构由光屏8、安装在支架11上的反射透射镜12、补偿透镜6、反光镜5和固定在移动托板4上的反射镜3组成，该支架11安装在光屏8与移动托板4之间，拉伸机构由手轮7、传动丝杆9组成，在传动丝杆9和移动托板4之间安装有通过传动丝杆移动而计量出拉力的测力机构，移动托板4与架体1远离光屏8另一端之间用来固定金属丝15，所述的测力机构包括弹性环16、置于弹性环上的电阻应变片17和通过导线13连接的测力计14，其中测力机构测力机构中的弹性环16通过伸缩弹簧10与传动丝杆9和移动托板4连接，该弹性环16由钢、合金或碳纤维材料制成。

使用时，转动手轮8时可以移动传动丝杆9，带动伸缩弹簧10，测力计14测量出拉力大小，同时测力计14中的弹性环16拉动移动托盘4，移动托盘4上的反射镜3也同步移动，移动托盘4移动时拉伸金属丝15，反射镜3与反射透射镜12之间的距离就发生改变，即光路中的光程差发生改变，光屏9中的干涉条纹会出现冒出“或陷进”的现象，光程差的改变值等于金属丝的伸长量。

其测量过程如下：

(1)测力计的定标：将测力计与带有电源的数字电压表(为了提高精度，选用电位差计作毫伏表)连接好，然后通电预热，在测力计的下端砝码盘中的加砝码，等质量地加砝码，依次从数字电压表中读出对应电压输出值；

(2)将定标好的测力计(此时电子毫伏表示数为力的大小)及其它零件安装好；

(3)牵直金属丝，逐步给测力计施加拉力，读出光屏移过的条纹数与对应的输出电压；

(4)分别用直尺和千分尺测金属丝的长度与直径；

(5)根据现有公式计算出结果。

按照上述的结构，也可完成传感器方面的实验。

另外，将迈克尔逊干涉仪与金属线膨胀仪结合在一起，可测量金属线膨胀系数。