[实用新型]一种拉伸法测金属丝杨氏模量的实验仪器

说明书

技术领域

本实用新型属于教学实验仪器，涉及一种新型杨氏模量仪，特别是涉及一种操作方便、直观性强、实验误差相对较小的实验装置。 

背景技术

现有拉伸法测金属丝杨氏模量的实验仪器如图1、图2所示，存在诸多不足之处：1)由于现有实验装置的结构限制，实验所用金属丝的长度不是很长，这就造成测量结果精确度不高；2)测量金属丝长度时，卷尺无法在下卡口处拉直，导致测量产生一定误差；3)增、减砝码时，势必会造成砝码盘的晃动，为了确保测量数据的准确性必须要等砝码盘静止再测量，这造成测量时间较长；4)在测量杨氏模量时，金属丝在未加砝码时有时会处于形变状态，如果此时直接加一个砝码记录读数就会造成测量的系统误差，错将金属丝形变部分当作加砝码后产生的形变读数；5)实验操作中，最重要的一步是调节望远镜，直到可以看到清晰的光杠杆镜中标尺刻度的像，这既要上下移动望远镜使得它和光杠杆镜的镜面基本等高，又要左右移动望远镜固定架位置，所以调节比较困难。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种新型杨氏模量仪，该装置观测数据简洁直观，方便学生理解和掌握，同时准确度高、方便快捷。 

本实用新型采用的技术方案是，一种拉伸法测金属丝杨氏模量的实验 仪器，包括杨氏模量仪和长度变化量观察装置，其中杨氏模量仪包括两个立柱、上横梁、中间梁、带吊杆的砝码盘、底座、以及螺旋测微计，所述的两个立柱上设置有米尺。 

所述的上横梁固定有金属套管。 

在立柱的下部固定有吊杆限位板，吊杆穿过吊杆限位板上的通孔。 

所述的长度变化量观察装置包括固定座、激光器、标尺以及光杠杆，光杠杆设置在杨氏模量仪上。 

所述的通孔内壁上设置有润滑剂层。 

同现有技术的杨氏模量仪相比，本实用新型的杨氏模量仪能够利用拉伸法更准确、更快捷的测量任意金属丝的杨氏模量值。以铁丝为例：一般情况下，20℃时铁丝的杨氏模量是(19.0～21.0)×10⁴N／mm²。由于杨氏模量是由6个直接测量的物理量代入公式间接计算得到，可以利用不确定度来描述误差情况。如果利用不确定度的绝对值比上杨氏模量的计算值，可得出误差波动的幅度。现有仪器所得的误差波动幅度约为3％～8％，而新型仪器所得的误差波动幅度一般小于1％。通过对比，本实用新型的仪器所得的误差波动幅度要比现有仪器的误差波动幅度小的多，同时实验所需时间也减少了15～20分钟。 

附图说明

图1是现有技术的杨氏模量仪的结构图。 

图2是现有技术的长度变化量观察装置的结构图。 

图3是本实用新型的杨氏模量仪的结构图。 

图4是本实用新型的长度变化量观察装置的结构图。 

1代表立柱，2代表上横梁，3代表中间梁，4代表吊杆，5代表砝码盘，6代表底座，7代表米尺，8代表金属套管，9代表吊杆限位板，10代表固定座，11代表激光器，12代表标尺，13代表望远镜。 

具体实施方式

一种拉伸法测金属丝杨氏模量的实验仪器，包括杨氏模量仪和长度变化量观察装置，其中杨氏模量仪包括两个立柱1、上横梁2、中间梁3、带吊杆4的砝码盘5、底座6、以及螺旋测微计，关键是：所述的两个立柱1上设置有米尺7。 

所述的上横梁2固定有金属套管8。 

在立柱1的下部固定有吊杆限位板9，吊杆4穿过吊杆限位板9上的通孔。 

所述的长度变化量观察装置包括固定座10、激光器11、标尺12以及光杠杆，光杠杆设置在杨氏模量仪上。 

所述的通孔内壁上设置有润滑剂层。