楊氏模量測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種楊氏模量測(cè)量裝置，包括：測(cè)量平臺(tái)，測(cè)量平臺(tái)安裝于兩個(gè)支柱中部，測(cè)量平臺(tái)上設(shè)有夾具孔、測(cè)微儀孔、激光器、三足支架和至少一個(gè)的滑槽，夾具孔下方設(shè)有夾具，夾具的上表面插入到所述夾具孔中，所述測(cè)微儀孔下方設(shè)有測(cè)微儀，所述測(cè)微儀的測(cè)桿插入到所述測(cè)微儀孔中，所述測(cè)微儀孔與所述夾具孔形成的連線與滑槽平行，激光器水平設(shè)置于所述三足支架上，三足支架具有三個(gè)支腳，其中第一支腳和第二支腳垂直設(shè)置于所述三足支架下方、且位于同一滑槽內(nèi)，第三支腳為可伸縮支腳，一端與所述三足支架背面相連，另一端置于夾具孔的夾具上表面等特征。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度得到大大提高，測(cè)量步驟更加精簡(jiǎn)，測(cè)量效率顯著提高。
【專利說(shuō)明】
楊氏模量測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種楊氏模量測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]楊氏模量是表征在彈性限度內(nèi)物質(zhì)材料抗拉或抗壓的物理量，它是沿縱向的彈性模量，也是材料力學(xué)中的名詞。根據(jù)胡克定律，在物體的彈性限度內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比值被稱為材料的楊氏模量，它是表征材料性質(zhì)的一個(gè)物理量，僅取決于材料本身的物理性質(zhì)，與外力及物體的形狀無(wú)關(guān)。楊氏模量的大小標(biāo)志了材料的剛性，楊氏模量越大，越不容易發(fā)生形變，是選定機(jī)械零件材料的依據(jù)之一是工程技術(shù)設(shè)計(jì)中常用的參數(shù)。
[0003]在物體的彈性限度內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，其比例系數(shù)稱為楊氏模量(記為E)。
[0004]應(yīng)力(ο):是指單位面積上受到的恢復(fù)力(F/S)。
[0005]應(yīng)變(ε):是指在外力作用下的相對(duì)形變(相對(duì)伸長(zhǎng)△L/L)它反映了物體形變的大小。
[0006]用公式表達(dá)為:
[0007]E=(F.L)/(S.AL)
[0008]以測(cè)量金屬絲的楊氏模量為例，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，半徑為d，其在力F作用下伸長(zhǎng)量為ΔL，用公式表達(dá)為:
[0009]E=(4F.L)/(Jid2.AL)
[0010]其中伸長(zhǎng)量AL為微小位移量，其精確度對(duì)楊氏模量的測(cè)量精度影響最大。
[0011]傳統(tǒng)的光杠桿測(cè)量伸長(zhǎng)量AL的裝置需要借助望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行復(fù)雜的光學(xué)調(diào)節(jié)，才能達(dá)成測(cè)量任務(wù)，且其精度較低，本
【申請(qǐng)人】申請(qǐng)的專利號(hào)為201420296531.5的光杠桿楊氏模量測(cè)量?jī)x專利公開(kāi)了一種較為簡(jiǎn)單的測(cè)量裝置，但是仍然需要用到平面鏡，其調(diào)節(jié)測(cè)量還是較為復(fù)雜，如果平面鏡擺放位置稍有偏差，激光器發(fā)射的光束經(jīng)平面鏡反射后就不能投射到測(cè)量標(biāo)尺上或者測(cè)量會(huì)產(chǎn)生較大誤差，嚴(yán)重影響測(cè)量精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]為解決楊氏模量測(cè)量過(guò)程中測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，測(cè)量效率低，測(cè)量精度不高的問(wèn)題，保證測(cè)量精度，精簡(jiǎn)測(cè)量步驟，提高測(cè)量效率。本實(shí)用新型提出一種楊氏模量測(cè)量裝置，該裝置不再使用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)以及本
【申請(qǐng)人】前一申請(qǐng)中都使用到的平面鏡，測(cè)量精度得到大大提高，測(cè)量步驟更加精簡(jiǎn)，測(cè)量效率顯著提高。
[0013]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0014]一種楊氏模量測(cè)量裝置，包括:
[0015]底座，所述底座上設(shè)有垂直立于底座上的兩個(gè)支柱；
[0016]測(cè)量平臺(tái)，所述測(cè)量平臺(tái)安裝于所述兩個(gè)支柱中部，所述測(cè)量平臺(tái)上設(shè)有夾具孔、測(cè)微儀孔、激光器、三足支架和至少一個(gè)的滑槽，所述夾具孔下方設(shè)有夾具，所述夾具的上表面插入到所述夾具孔中，所述測(cè)微儀孔下方設(shè)有測(cè)微儀，所述測(cè)微儀的測(cè)桿插入到所述測(cè)微儀孔中，所述測(cè)微儀孔與所述夾具孔形成的連線與滑槽平行，所述激光器水平設(shè)置于所述三足支架上，所述三足支架由支撐板和三個(gè)支腳組成，其中第一支腳和第二支腳垂直設(shè)置于所述支撐板下方、且位于同一滑槽內(nèi)，第三支腳為可伸縮支腳，一端與所述支撐板背面相連，另一端置于所述夾具孔的夾具上表面；
[0017]橫梁，所述橫梁安裝于所述兩個(gè)支柱頂部；
[0018]金屬絲，所述金屬絲垂直穿過(guò)所述夾具孔并由夾具夾住，一端固定于所述橫梁底部，另一端連接有一砝碼盤；
[0019]標(biāo)尺，所述標(biāo)尺遠(yuǎn)離測(cè)量平臺(tái)且垂直于測(cè)量平臺(tái)放置，所述激光器發(fā)射的光束投射到所述標(biāo)尺上。
[0020]更進(jìn)一步的，所述第三支腳包括內(nèi)柱和套置在所述內(nèi)柱外的外柱，所述外柱上設(shè)置有頂絲，所述內(nèi)柱末部設(shè)置有向下彎曲的拐腳，所述拐腳置于所述夾具孔的夾具上表面。
[0021]更進(jìn)一步的，所述第一支腳和第二支腳的下端為錐形尖角，所述第三支腳的拐腳末端也是錐形尖角。
[0022]更進(jìn)一步的，所述滑為3個(gè)，且所述滑槽為與所述第一支腳和第二支腳下端錐形尖角相適應(yīng)的V型槽。
[0023]更進(jìn)一步的，所述至少一個(gè)的滑槽位于距離夾具孔與測(cè)微儀孔的中心連線6?8厘米的范圍內(nèi)。
[0024]更進(jìn)一步的，所述夾具為鉆頭夾。
[0025]更進(jìn)一步的，所述測(cè)量平臺(tái)和橫梁均可滑動(dòng)的安裝于所述兩個(gè)支柱上。
[0026]更進(jìn)一步的，底座底部還設(shè)有底腳螺絲。
[0027]更進(jìn)一步的，所述測(cè)微儀為螺旋測(cè)微儀。
[0028]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不再使用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)以及本
【申請(qǐng)人】前一申請(qǐng)中都使用到的平面鏡，測(cè)量精度得到大大提高，測(cè)量步驟更加精簡(jiǎn)，測(cè)量效率顯著提高。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本實(shí)用新型楊氏模量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2是本實(shí)用新型楊氏模量測(cè)量裝置另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3是本實(shí)用新型楊氏模量測(cè)量裝置的三足支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4是本實(shí)用新型楊氏模量測(cè)量裝置金屬絲被拉伸前的示意圖。
[0033]圖5是本實(shí)用新型楊氏模量測(cè)量裝置金屬絲被拉伸后的示意圖。
[0034]圖中:1、底座;2、支柱;3、測(cè)量平臺(tái)；3-1、夾具孔;3-1-1、夾具;3-2、測(cè)微儀孔;3-2-
1、測(cè)微儀;3-3、激光器;3-4、滑槽;3-5、三足支架;3-5-1、第一支腳;3-5-2、第二支腳;3-5-
3、第三支腳;3-5-3-1、內(nèi)柱;3-5-3-2、外柱;3-5-3-3、頂絲;3-5-3-4、拐腳;3-5-4、支撐板；
4、橫梁;5、金屬絲;5-1、砝碼盤;6、標(biāo)尺;7、底腳螺絲。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不能用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0036]如圖1和圖2所示的一種楊氏模量測(cè)量裝置，包括:
[0037]底座I，所述底座I上設(shè)有垂直立于底座I上的兩個(gè)支柱2;
[0038]測(cè)量平臺(tái)3，所述測(cè)量平臺(tái)3安裝于所述兩個(gè)支柱2中部，所述測(cè)量平臺(tái)3上設(shè)有夾具孔3-1、測(cè)微儀孔3-2、激光器3-3、三足支架3-5和至少一個(gè)的滑槽3-4，所述夾具孔3-1下方設(shè)有夾具3-1-1，所述夾具3-1-1的上表面插入到所述夾具孔3-1中，所述測(cè)微儀孔3-2下方設(shè)有測(cè)微儀3-2-1，所述測(cè)微儀3-2-1是螺旋測(cè)微儀，所述測(cè)微儀3-2-1的測(cè)桿插入到所述測(cè)微儀孔3-2中，所述測(cè)微儀孔3-2與所述夾具孔3-1形成的連線與滑槽3-4平行，所述激光器3-3水平設(shè)置于所述三足支架3-5上，所述三足支架3-5由支撐板3-5-4和三個(gè)支腳組成，其中第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2垂直設(shè)置于所述支撐板3-5-4下方、且位于同一滑槽3-4內(nèi)，第三支腳3-5-3為可伸縮支腳，一端與所述支撐板3-5-4背面相連，另一端置于所述夾具孔3-1的夾具3-1-1上表面，具體的技術(shù)方案如圖3所示，所述第三支腳3-5-3包括內(nèi)柱3-5-3-1和套置在所述內(nèi)柱3-5-3-1外的外柱3-5-3-2，所述外柱3-5-3-2上設(shè)置有頂絲3-5-3-3，所述內(nèi)柱3-5-3-1末部設(shè)置有向下彎曲的拐腳3-5-3-4，所述拐腳3_5_3_4置于所述夾具孔3-1的夾具3-1-1上表面。
[0039]橫梁4，所述橫梁4安裝于所述兩個(gè)支柱2頂部；
[0040]金屬絲5，所述金屬絲5垂直穿過(guò)所述夾具孔3-1并由夾具3-1-1夾住，一端固定于所述橫梁4底部，另一端連接有一砝碼盤5-1;
[0041]標(biāo)尺6，所述標(biāo)尺6遠(yuǎn)離測(cè)量平臺(tái)3且垂直于測(cè)量平臺(tái)3放置，所述激光器3-3發(fā)射的光束投射到所述標(biāo)尺6上。
[0042]所述夾具344為鉆頭夾。
[0043]所述測(cè)量平臺(tái)3和橫梁4均可滑動(dòng)的安裝于所述兩個(gè)支柱2上，可以根據(jù)實(shí)際測(cè)量情況調(diào)節(jié)其位置。
[0044]所述底座I底部還設(shè)有底腳螺絲7，可以通過(guò)調(diào)節(jié)底腳螺絲7，使整個(gè)測(cè)量裝置水平。
[0045]所述激光器3-3上設(shè)有偏振片，通過(guò)調(diào)整偏振片來(lái)調(diào)節(jié)激光器3-3發(fā)射出的光束打在標(biāo)尺6上的光斑大小，同時(shí)還可以通過(guò)調(diào)節(jié)激光器3-3來(lái)調(diào)節(jié)亮度。
[0046]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2的下端為錐形尖角，所述第三支腳3-5-3的拐腳3-5-3-4末端也是錐形尖角，當(dāng)金屬絲5發(fā)生微小位移時(shí)，錐形尖角相對(duì)于平角來(lái)說(shuō)，發(fā)生的位移更大，更容易測(cè)量金屬絲的微小位移量，所述滑槽3-4為3個(gè)，且所述滑槽3-4為與所述第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2下端錐形尖角相適應(yīng)的V型槽，V型槽方便第一支腳3-5-1和第二支腳3-5-2下端的錐形尖角偏移，不發(fā)生阻擋、碰撞，測(cè)量效果更好，而且設(shè)有3個(gè)滑槽3-4，可以根據(jù)不同的金屬絲，將激光器3-3置于不同的滑槽3-4中，其中激光器3-3置于最接近夾具孔3-1的滑槽3-4中時(shí)，激光器3-3發(fā)射的光束在標(biāo)尺6上的偏移量最大，觀察效果最明顯，適于測(cè)量一些拉伸形變較小的金屬絲。
[0047]所述3個(gè)滑槽3-4位于距離夾具孔3-1與測(cè)微儀孔3-2的中心連線6?8厘米的范圍內(nèi)。
[0048]測(cè)量前，先利用測(cè)微儀3-2-1校準(zhǔn)放大倍數(shù)，將激光器3-3的第三支腳3-5-3平移至測(cè)微儀孔3-2，使拐腳3-5-3-4置于測(cè)微儀孔3-2的測(cè)桿上表面，使測(cè)桿上下移動(dòng)一個(gè)小的距離(例如0.500mm)然后測(cè)量激光器3-3發(fā)射的光束在遠(yuǎn)處標(biāo)尺6上的移動(dòng)距離，從而確定該楊氏模量測(cè)量裝置的放大倍數(shù)。
[0049]測(cè)量時(shí)，所述激光器3-3的第三支腳3-5-3位于所述夾具孔3-1的夾具3-1-1的上表面，在金屬線被拉伸發(fā)生微小位移量后，該夾具3-1-1上表面會(huì)隨金屬線向下發(fā)生移動(dòng)，從而該第三支腳3-5-3也隨之下移，從而導(dǎo)致激光器3-3發(fā)生由如圖4到如圖5所示的偏移，激光器3-3發(fā)射的光束在標(biāo)尺6上的光斑也產(chǎn)生偏移，通過(guò)記錄偏移前后的光斑在標(biāo)尺6上的讀數(shù)，可以獲知光斑偏移量。
[0050]測(cè)量時(shí)只需要測(cè)得激光器3-3發(fā)射的光束在標(biāo)尺6上的偏移量，再用偏移量除以放大倍數(shù)就可以得到金屬絲5的微小伸長(zhǎng)量，應(yīng)用本實(shí)用新型的楊氏模量測(cè)量裝置，不需要再測(cè)量光杠桿常數(shù)并且不再用到平面鏡，可以更加方便計(jì)算出金屬絲5伸長(zhǎng)量，進(jìn)而更加快速、精確得出楊氏模量。
[0051]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于，包括: 底座(I)，所述底座(I)上設(shè)有垂直立于底座(I)上的兩個(gè)支柱(2); 測(cè)量平臺(tái)(3)，所述測(cè)量平臺(tái)(3)安裝于所述兩個(gè)支柱(2)中部，所述測(cè)量平臺(tái)(3)上設(shè)有夾具孔(3-1)、測(cè)微儀孔(3-2)、激光器(3-3)、三足支架(3-5)和至少一個(gè)的滑槽(3-4)，所述夾具孔(3-1)下方設(shè)有夾具(3-1-1)，所述夾具(3-1-1)的上表面插入到所述夾具孔(3-1)中，所述測(cè)微儀孔(3-2)下方設(shè)有測(cè)微儀(3-2-1)，所述測(cè)微儀(3-2-1)的測(cè)桿插入到所述測(cè)微儀孔(3-2)中，所述測(cè)微儀孔(3-2)與所述夾具孔(3-1)形成的連線與滑槽(3-4)平行，所述激光器(3-3)水平設(shè)置于所述三足支架(3-5)上，所述三足支架(3-5)由支撐板(3-5-4)和三個(gè)支腳組成，其中第一支腳(3-5-1)和第二支腳(3-5-2)垂直設(shè)置于所述支撐板(3-5-4)下方、且位于同一滑槽(3-4)內(nèi)，第三支腳(3-5-3)為可伸縮支腳，一端與所述支撐板(3-5-4)背面相連，另一端置于所述夾具孔(3-1)的夾具(3-1-1)上表面； 橫梁(4)，所述橫梁(4)安裝于所述兩個(gè)支柱(2)頂部； 金屬絲(5)，所述金屬絲(5)垂直穿過(guò)所述夾具孔(3-1)并由夾具(3-1-1)夾住，一端固定于所述橫梁(4)底部，另一端連接有一砝碼盤(5-1); 標(biāo)尺(6)，所述標(biāo)尺(6)遠(yuǎn)離測(cè)量平臺(tái)(3)且垂直于測(cè)量平臺(tái)(3)放置，所述激光器(3-3)發(fā)射的光束投射到所述標(biāo)尺(6)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述第三支腳(3-5-3)包括內(nèi)柱(3-5-3-1)和套置在所述內(nèi)柱(3-5-3-1)外的外柱(3-5-3-2)，所述外柱(3-5-3-2)上設(shè)置有頂絲(3-5-3-3)，所述內(nèi)柱(3-5-3-1)末部設(shè)置有向下彎曲的拐腳(3-5-3-4)，所述拐腳(3-5-3-4)置于所述夾具孔(3-1)的夾具(3-1-1)上表面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述第一支腳(3-5-1)和第二支腳(3-5-2)的下端為錐形尖角，所述第三支腳(3-5-3)的拐腳(3-5-3-4)末端也是錐形尖角O4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述滑槽(3-4)為3個(gè)，且所述滑槽(3-4)為與所述第一支腳(3-5-1)和第二支腳(3-5-2)下端錐形尖角相適應(yīng)的V型槽。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述3個(gè)滑槽(3-4)位于距離夾具孔(3-1)與測(cè)微儀孔(3-2)的中心連線6?8厘米的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述夾具(3-1-1)為鉆頭夾。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述測(cè)量平臺(tái)(3)和橫梁(4)均可滑動(dòng)的安裝于所述兩個(gè)支柱(2)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述底座(I)底部還設(shè)有底腳螺絲(7)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述激光器(3-3)上設(shè)有偏振片O10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楊氏模量測(cè)量裝置，其特征在于:所述測(cè)微儀(3-2-1)為螺旋測(cè)微儀。
【文檔編號(hào)】G01N3/14GK205607780SQ201620395262
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】郭濤, 段生貴, 曹南斌, 楊悅, 杜國(guó)強(qiáng)
【申請(qǐng)人】河北地質(zhì)大學(xué)