[发明专利]一种依据共振原理测金属丝杨氏模量的实验装置及方法

摘要

一种依据共振原理测金属丝杨氏模量的实验装置及方法，涉及一种杨氏模量的测量装置及方法，本发明为解决目前大学物理实验中测金属丝杨氏模量的实验原理单一抽象，望远镜调节难度大的问题。本发明装置包括在支架上端设置横梁，横梁中间设置上夹头及激振器，金属丝两端分别与激振器及下夹头相连，下夹头与金属框架固定在一起，激振器与信号源相连，测量装置由霍尔元件、测量控制器、电压放大装置及示波器构成；本发明方法利用激振器将正弦信号转换为机械振动，使金属丝弹簧振子做受迫振动，由霍尔元件转换为电信号，调节信号频率，当波形幅度最大时得到金属丝弹簧振子的固有频率，代入公式计算出金属丝杨氏模量。本发明适用于金属丝杨氏模量的测量。

主权项

一种依据共振原理测金属丝杨氏模量的实验装置，其特征在于，它包括在支架底座上设置支架，支架上端设置横梁，横梁中间设置上夹头及激振器，金属丝一端与上夹头及激振器相连，另一端与下夹头相连，下夹头与一金属框架固定在一起，金属框架内部固定一铁块；激振器通过接口与正弦信号源相连，正弦信号源输出的正弦信号电压幅度及频率大小可以通过旋钮进行连续调节，并可在显示屏上显示出来，激振器将正弦信号源输出的正弦信号转换为同频率的机械振动，传给由固定在一起的铁块和金属框架与金属丝构成的金属丝弹簧振子，使金属丝弹簧振子做纵向受迫振动；规格完全相同的四块磁铁对称地设置在金属框架侧面，可随金属框架上下移动，霍尔传感器由霍尔元件、两块磁铁及霍尔元件测量控制器组成，霍尔元件设置在夹具上，夹具安装在支架上，夹具可沿支架移动以改变位置，霍尔元件通过接口与霍尔元件测量控制器相连，可通过霍尔元件工作电流调节旋钮调节霍尔元件中电流大小，霍尔元件两端的霍尔电压可通过霍尔元件电压显示屏显示出来，霍尔元件测量控制器通过接口与霍尔电压放大装置相连，霍尔电压放大装置通过接口与模拟示波器相连，模拟示波器可以将通过霍尔电压放大装置放大后的霍尔电压的波形显示出来，进行观察与测量。