專利名稱:邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量金屬特理性能的裝置,具體說(shuō)是一種 綜合邁克爾遜干涉儀與楊氏模量?jī)x的功能組合而成的邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn) 儀。
背景技術(shù):
上個(gè)世紀(jì)70年代后,半導(dǎo)體電路集成技術(shù)迅速增長(zhǎng)展,大型多功能 的半導(dǎo)體集成電路塊在各領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,數(shù)字電路與模擬電路相互 轉(zhuǎn)換,這對(duì)實(shí)現(xiàn)非電學(xué)量的電測(cè)量提供了方便。
由材料力學(xué)知,在彈性范圍內(nèi),圓環(huán)在直徑方向受到力的作用,造 成的形變與力的大小成正比。若在圓環(huán)的壁上貼上電阻應(yīng)變片,由于應(yīng) 變的作用,電阻應(yīng)變片的阻值將發(fā)生變化,電阻應(yīng)變片是在電橋中將會(huì)造 成輸出電勢(shì)差的改變。這樣我們把力的測(cè)量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)差測(cè)量,然后通過(guò) 數(shù)字運(yùn)算電路又轉(zhuǎn)化為力的大小顯示。
測(cè)量金屬絲的楊氏模量的方法很多,主要區(qū)別是測(cè)量微小伸長(zhǎng)量的 方法。如光杠桿放大法,衍射法,測(cè)量顯微鏡直讀法等等。
目前的邁克爾遜干涉儀與楊氏模量?jī)x組合在一起的儀器均存在結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、操作麻煩、實(shí)用性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
3本實(shí)用新型的目的是的提供一種測(cè)量精度高、誤差小、操作簡(jiǎn)便的 邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀。
本實(shí)用新型提供的邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀,包括由光程差顯示機(jī)構(gòu)、 安裝在架體上的移動(dòng)托板、平行導(dǎo)軌和拉伸機(jī)構(gòu)組成的邁克爾遜干涉儀, 拉伸機(jī)構(gòu)由手輪、傳動(dòng)絲桿組成,在傳動(dòng)絲桿和移動(dòng)托板之間安裝有通 過(guò)傳動(dòng)絲桿移動(dòng)而計(jì)量出拉力的測(cè)力機(jī)構(gòu),所述的測(cè)力機(jī)構(gòu)包括彈性環(huán)、 置于彈性環(huán)上的電阻應(yīng)變片和通過(guò)導(dǎo)線連接的測(cè)力計(jì)。
測(cè)力機(jī)構(gòu)測(cè)力機(jī)構(gòu)中的彈性環(huán)通過(guò)伸縮彈簧與傳動(dòng)絲桿和移動(dòng)托 板連接。
該彈性環(huán)由鋼、合金或碳纖維材料制成,或采用其它具有彈性材質(zhì) 的材料制成。
本實(shí)用新型以邁克爾遜干涉儀為基礎(chǔ),用單色光的波長(zhǎng)這一個(gè)永久 不變的量作為長(zhǎng)度單位,測(cè)量出微小伸長(zhǎng)量,進(jìn)一步計(jì)算出金屬絲的楊 氏模量。將邁克爾遜干涉儀與金屬絲的楊氏模量測(cè)量?jī)x通過(guò)測(cè)力機(jī)構(gòu)結(jié) 合在一起,可測(cè)量金屬絲的楊氏模量。本實(shí)用新型具有測(cè)量精度高、誤 差小、結(jié)構(gòu)新穎、操作穩(wěn)與簡(jiǎn)單的特點(diǎn),對(duì)微小伸長(zhǎng)量的測(cè)量結(jié)果達(dá)到 光波波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)。在教學(xué)中可拓寬學(xué)生的知識(shí)面,在生產(chǎn)與科研中也 有很好的實(shí)用性。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是圖1的A部分放大圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2,本實(shí)用新型提供的邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀, 一種邁 克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀,包括由光程差顯示機(jī)構(gòu)、安裝在架體l上的移動(dòng)托 板4、平行導(dǎo)軌2和拉伸機(jī)構(gòu)組成的邁克爾遜干涉儀,其中光程差顯示 機(jī)構(gòu)由光屏8、安裝在支架ll上的反射透射鏡12、補(bǔ)償透鏡6、反光鏡 5和固定在移動(dòng)托板4上的反射鏡3組成,該支架11安裝在光屏8與移 動(dòng)托板4之間,拉伸機(jī)構(gòu)由手輪7、傳動(dòng)絲桿9組成,在傳動(dòng)絲桿9和 移動(dòng)托板4之間安裝有通過(guò)傳動(dòng)絲桿移動(dòng)而計(jì)量出拉力的測(cè)力機(jī)構(gòu),移 動(dòng)托板4與架體1遠(yuǎn)離光屏8另一端之間用來(lái)固定金屬絲15,所述的測(cè) 力機(jī)構(gòu)包括彈性環(huán)16、置于彈性環(huán)上的電阻應(yīng)變片17和通過(guò)導(dǎo)線13連 接的測(cè)力計(jì)14,其中測(cè)力機(jī)構(gòu)測(cè)力機(jī)構(gòu)中的彈性環(huán)16通過(guò)伸縮彈簧10 與傳動(dòng)絲桿9和移動(dòng)托板4連接,該彈性環(huán)16由鋼、合金或碳纖維材料 制成。
使用時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)手輪8時(shí)可以移動(dòng)傳動(dòng)絲桿9,帶動(dòng)伸縮彈簧IO,測(cè) 力計(jì)14測(cè)量出拉力大小,同時(shí)測(cè)力計(jì)14中的彈性環(huán)16拉動(dòng)移動(dòng)托盤(pán)4, 移動(dòng)托盤(pán)4上的反射鏡3也同步移動(dòng),移動(dòng)托盤(pán)4移動(dòng)時(shí)拉伸金屬絲15, 反射鏡3與反射透射鏡12之間的距離就發(fā)生改變,即光路中的光程差發(fā) 生改變,光屏9中的干涉條紋會(huì)出現(xiàn)冒出"或陷進(jìn)"的現(xiàn)象,光程差的 改變值等于金屬絲的伸長(zhǎng)量。
其測(cè)量過(guò)程如下
(1)測(cè)力計(jì)的定標(biāo)將測(cè)力計(jì)與帶有電源的數(shù)字電壓表(為了提高精度, 選用電位差計(jì)作毫伏表)連接好,然后通電預(yù)熱,在測(cè)力計(jì)的下端砝碼盤(pán) 中的加砝碼,等質(zhì)量地加砝碼,依次從數(shù)字電壓表中讀出對(duì)應(yīng)電壓輸出值;(2) 將定標(biāo)好的測(cè)力計(jì)(此時(shí)電子毫伏表示數(shù)為力的大小)及其它零件 安裝好;
(3) 牽直金屬絲,逐步給測(cè)力計(jì)施加拉力,讀出光屏移過(guò)的條紋數(shù)與對(duì) 應(yīng)的輸出電壓;
(4) 分別用直尺和千分尺測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度與直徑;
(5) 根據(jù)現(xiàn)有公式計(jì)算出結(jié)果。 按照上述的結(jié)構(gòu),也可完成傳感器方面的實(shí)驗(yàn)。
另外,將邁克爾遜干涉儀與金屬線膨脹儀結(jié)合在一起,可測(cè)量金屬線 膨脹系數(shù)。
權(quán)利要求1、一種邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀,包括由光程差顯示機(jī)構(gòu)、安裝在架體[1]上的移動(dòng)托板[4]、平行導(dǎo)軌[2]和拉伸機(jī)構(gòu)組成的邁克爾遜干涉儀,拉伸機(jī)構(gòu)由手輪[7]、傳動(dòng)絲桿[9]組成,其特征是在傳動(dòng)絲桿[9]和移動(dòng)托板[4]之間安裝有通過(guò)傳動(dòng)絲桿移動(dòng)而計(jì)量出拉力的測(cè)力機(jī)構(gòu),所述的測(cè)力機(jī)構(gòu)包括彈性環(huán)[16]、置于彈性環(huán)上的電阻應(yīng)變片[17]和通過(guò)導(dǎo)線[13]連接的測(cè)力計(jì)[14]。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀,其特征是測(cè)力機(jī) 構(gòu)中的彈性環(huán)[16]通過(guò)伸縮彈簧[10]與傳動(dòng)絲桿[9]和移動(dòng)托板[4]連 接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀,其特征是彈性環(huán) [16]由鋼、合金、碳纖維材料或其它具有彈性材質(zhì)的材料制成。
專利摘要一種邁克爾遜綜合實(shí)驗(yàn)儀,包括由光程差顯示機(jī)構(gòu)、安裝在架體[1]上的移動(dòng)托板[4]、平行導(dǎo)軌[2]和拉伸機(jī)構(gòu)組成的邁克爾遜干涉儀,拉伸機(jī)構(gòu)由手輪[7]、傳動(dòng)絲桿[9]組成,在傳動(dòng)絲桿[9]和移動(dòng)托板[4]之間安裝有通過(guò)傳動(dòng)絲桿移動(dòng)而計(jì)量出拉力的測(cè)力機(jī)構(gòu),所述的測(cè)力機(jī)構(gòu)包括彈性環(huán)、置于彈性環(huán)上的電阻應(yīng)變片和通過(guò)導(dǎo)線[13]連接的測(cè)力計(jì)[14]。本實(shí)用新型具有測(cè)量精度高、誤差小、結(jié)構(gòu)新穎、操作穩(wěn)與簡(jiǎn)單的特點(diǎn),對(duì)微小伸長(zhǎng)量的測(cè)量結(jié)果達(dá)到光波波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)。在教學(xué)中可拓寬學(xué)生的知識(shí)面,在生產(chǎn)與科研中也有很好的實(shí)用性。
文檔編號(hào)G01N3/28GK201251534SQ20082018849
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者娟 崔, 方運(yùn)良, 梁淇洪 申請(qǐng)人:方運(yùn)良