[实用新型]一种基于惠斯通电桥的杨氏模量测量装置

说明书

本实用新型涉及物理实验教学技术领域，具体公开了一种基于惠斯通电桥的杨氏模量测量装置，包括杨氏模量测定仪、惠斯通电桥、多个砝码以及待测金属丝，其中：待测金属丝竖直放置，且其上下两端分别固定在杨氏模量测定仪上，待测金属丝与杨氏模量测定仪之间相互绝缘；砝码勾挂在待测金属丝的下端，且对待测金属丝产生向下拉力，使待测金属丝发生形变；待测金属丝的两端接入惠斯通电桥作为待测电阻，惠斯通电桥的检流计通过待测金属丝的形变产生对应的测量数据。本实施例的基于惠斯通电桥的杨氏模量测量装置，测量精度更高，操作更加简便易行，运用于教学中，使现有单纯的力学实验转化为力学与电学相结合的实验，具有更强的综合性。

技术领域

本实用新型涉及物理实验教学技术领域，尤其涉及一种基于惠斯通电桥的杨氏模量测量装置。

背景技术

杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，是沿纵向的弹性模量。杨氏模量是工程技术设计中常用的参数，其测定对于研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物等材料的力学性能有着十分重要的意义。杨氏模量的测定方法有拉伸法、弯曲法、振动法和内耗法，其中静态拉伸法是物理实验中常用的测量方法。

杨氏模量测量过程中，测量金属丝长度的微小变化是最关键的工作。一般的长度测量工具难以测量金属丝的微小伸长量，常用的测量方法是光杠杆放大法，此方法测量精度尚可，但操作难度较大，测量效率较低。

实用新型内容

针对现有技术中的技术问题，本实用新型提供一种基于惠斯通电桥的杨氏模量测量装置。

一种基于惠斯通电桥的杨氏模量测量装置，包括杨氏模量测定仪、惠斯通电桥、多个砝码以及待测金属丝，其中：

待测金属丝竖直放置，且其上下两端分别固定在杨氏模量测定仪上，待测金属丝与杨氏模量测定仪之间相互绝缘；

砝码勾挂在待测金属丝的下端，且对待测金属丝产生向下拉力，使待测金属丝发生形变；

待测金属丝的两端接入惠斯通电桥作为待测电阻，惠斯通电桥的检流计通过待测金属丝的形变产生对应的测量数据。

进一步的，杨氏模量测定仪包括底座、安装在底座上的两个立柱、固定安装在两个立柱顶端的横梁、与横梁相互平行且沿两个立柱上下滑动的支杆，其中：

横梁的下方与支杆的上方分别设有第一固定夹和第二固定夹，待测金属丝的两端分别通过第一固定夹和第二固定夹固定；

支杆下方设有挂钩，砝码悬挂在挂钩上对支杆产生向下拉力，进而拉动待测金属丝发生形变。

进一步的，惠斯通电桥的比率臂和比较臂均为连续可调电阻。

进一步的，惠斯通电桥的接入电压为直流3V、6V或15V。

进一步的，惠斯通电桥为惠斯通电桥箱，其中：

惠斯通电桥箱外部设有用于接入待测金属丝的两个待测电阻接线端，待测电阻接线端通过导线与待测金属丝电连接。

进一步的，导线为铜芯线。

进一步的，待测金属丝为钢丝或铁丝。

进一步的，砝码重0.5Kg。

本实施例的基于惠斯通电桥的杨氏模量测量装置，采用了惠斯通电桥，利用电学参量的测量来实现杨氏模量的测量，将传统的金属丝微小型变量转换成电阻值、电流值等电学量，与传统测量相比，本实用新型的测量精度更高，操作更加简便易行，运用于教学中，使现有单纯的力学实验转化为力学与电学相结合的实验，具有更强的综合性，也丰富了杨氏模量的测量方法。

附图说明