[发明专利]一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置

说明书

本发明公开了一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置，包括底座，所述底座的上表面上固定连接有支架，所述支架的上端固定连接有支架顶板，所述支架顶板的下表面上固定设置有金属丝，所述金属丝的下端固定连接有托盘，所述托盘上放置有若干个槽码，读数精确稳定，即使金属丝和槽码有轻微晃动，对读数也不会较大影响；通过观察玻璃管的刻度能够直观准确的得出玻璃管内的水位变化，同时由于橡胶薄膜的存在，圆柱块不会与清水直接接触，避免了在水与圆柱块接触时水的表面张力对读数的影响，使得读数能够更加的准确，而且整体的结构原理简单，通俗易通易操作，值得推广。

技术领域

本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及到一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置。

背景技术

设粗细均匀的金属丝的原长为L，横截面积为S，沿长度方向施力F后，其长度改变ΔL，则金属丝单位面积上受到的垂直作用力称为正应力，金属丝的相对伸长量称为线应变。实验结果指出，在弹性范围内，由胡克定律可知物体的正应力与线应变成正比，即

比例系数Y为杨氏弹性模量，简称杨氏模量。在它表征材料本身的性质，Y越大的材料，要使它发生一定的相对形变所需要的单位横截面积上的作用力也越大。Y的国际单位制单位为帕斯卡，记为Pa(1Pa＝1N/m²)。

而ΔL是一个微小长度变化(在此实验中，当L≈1m时，F每变化1kg相应的ΔL约为0.3 mm)。因此，实验利用光杠杆的光学放大作用实现对钢丝微小伸长量ΔL的间接测量。

但是在实际测量的过程中，由于金属丝和金属丝下面的槽码很难保持平稳，会导致投影的光标上下左右飘忽不定，难以做到精确读数，产生实验误差。因此需要一种能更精确，更有效，更稳定的测量金属丝伸长量的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置，通过观察玻璃管的刻度能够直观准确的得出玻璃管内的水位变化，同时由于橡胶薄膜的存在，圆柱块不会与清水直接接触，避免了在水与圆柱块接触时水的表面张力对读数的影响，使得读数能够更加的准确。

技术方案

一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置，包括底座，所述底座的上表面上固定连接有支架，所述支架的上端固定连接有支架顶板，所述支架顶板的下表面上固定设置有金属丝，所述金属丝的下端固定连接有托盘，所述托盘上放置有若干个槽码，所述托盘的下端连接有圆柱块，所述圆柱块的下侧设置有平台，所述平台通过螺钉固定连接于所述支架，所述平台上放置有密封圆柱筒，所述密封圆柱筒的侧面底部连通有玻璃管，所述密封圆柱筒的顶部设有一圆形开口所述圆形开口被不透气的橡胶薄膜严密包裹，所述密封圆柱筒顶部设置有通气孔以及配套的堵孔塞。

可优选的，所述玻璃管的上部设置有刻度。

可优选的，所述密封圆柱筒的内部装有清水且不会漏出。

可优选的，所述圆形开口与所述橡胶薄膜直径为mm；所述圆形开口与所述橡胶薄膜的直径大于所述圆柱块的外径。

可优选的，所述圆柱块的上端悬挂在所述托盘的底部。

可优选的，所述平台在所述螺钉的配合作用下能够上下移动并调整位置。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果如下：读数精确稳定，即使金属丝和槽码有轻微晃动，对读数也不会较大影响；通过观察玻璃管的刻度能够直观准确的得出玻璃管内的水位变化，同时由于橡胶薄膜的存在，圆柱块不会与清水直接接触，避免了在水与圆柱块接触时水的表面张力对读数的影响，使得读数能够更加的准确，而且整体的结构原理简单，通俗易通易操作，值得推广。

附图说明

图1为本发明一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置的结构示意图；