一种基于位置传感器的杨氏模量测试装置

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1.本实用新型涉及杨氏模量测试技术领域，具体公开了一种基于位置传感器的杨氏模量测试装置。

背景技术：

2.杨氏模量测量实验是高等院校物理实验中必不可少的重要内容之一。测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、弯曲法、振动法等。《普通物理实验》课程中杨氏模量测量的实验有三个：1.拉伸法；2.梁弯曲法；3.霍尔元件传感器测量杨氏模量。
3.现有的梁弯曲法利用霍尔元件传感器测量杨氏模量实验装置，如公告号cn2627493y的专利，公开了一种霍尔位置传感器杨氏模量测定仪，由霍尔位置传感器、杠杆系统、读数显微镜和底盘平台组成，本装置将霍尔位置传感器技术应用于弯曲法测量固体材料杨氏模量装置，以实现固体材料杨氏模量的非电量电测。
4.上述装置中，读数显微镜透镜视场很暗，很难看清刀口框上的基线，造成读数误差；横梁弯曲位移需要高精度的测量，但显微镜的视场相对较小，刀口框上基线轻轻的一个移动就可能滑过显微镜的视场，因此我们需要进行反复操作才能确定基线的位置，这将引起视觉疲劳，造成读数误差；从结构上说，显微镜的刻度线是刻在显微镜的内分化板上，其调焦需要通过抽拉显微镜进行调节，但由于每个同学的视力情况不同，导致相应的分化板与基线之间的距离不同，由此将产生由视觉差异所引起的系统误差。

技术实现要素：

5.针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种基于位置传感器的杨氏模量测试装置，以解决通过显微镜读数造成的精度不佳的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
7.一种基于位置传感器的杨氏模量测试装置，包括底板和设置在底板上的杠杆机构，还包括反光镜、位置传感器、激光器和万用表；所述反光镜固定设置在杠杆机构的长杆的端面上；所述位置传感器和激光器分别配合反光镜设置；所述万用表电连接位置传感器。激光器发射光，经反光镜反射后被位置传感器接收，利用万用表测定位置传感器的电压差，进而测定了梁弯法中经杠杆机构压弯的样本的位移量，显著提高了实验结果的精度，并有效的改善实验环境，提高了同学们的实验积极性，为物理和光电专业的同学能力和素养的培养提供了可靠的仪器保证。
8.优选地，所述位置传感器和激光器分别通过滑块设置在立杆上，方便根据反光镜位置进行调节，保证正常工作。
9.优选地，所述滑块能够通过螺栓固定在立杆上，方便固定。
10.优选地，还包括直流开关电源；所述位置传感器和激光器分别电连接直流开关电源，保证电源供应，方便设置。
11.优选地，所述杠杆机构还包括刀口支架、接触柱、砝码挂钩、样本支架和摆动块；所
述长杆设置在摆动块上；所述摆动块下端配合放置在刀口支架的上端刀口处；所述长杆一端设置接触柱；所述接触柱连接砝码挂钩。
12.优选地，所述砝码挂钩整体呈方框型设置，上端内壁上设置刀棱，下端外壁上设置砝码挂盘。使用时，将样本两端分别放置在样本支架上，样本贯穿砝码挂钩，砝码挂钩的刀棱接触样本，在砝码挂盘上放置砝码对样本压弯，带动接触柱下移，长杆带动摆动块摆动，进而带动反光镜上移，从而导致激光器发射的光线经反光镜反射后在位置传感器上发生移动，通过万用表进行测量。
13.本实用新型的有益效果为：通过位置传感器和激光器的设置，能够显著提高了实验结果的精度，并有效的改善实验环境，提高了学生的实验积极性，为物理和光电专业学生的能力和素质培养提供可靠的仪器保证。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
15.附图标记说明：
16.1-底板，2-反光镜，3-位置传感器,4-激光器，5-万用表，6-长杆，7-滑块，8-立杆，9-刀口支架，10-接触柱，11-砝码挂钩，12-样本支架，13-摆动块,14-样本。
具体实施方式
17.以下结合实施例对本实用新型做进一步描述。
18.实施例1
19.如图1所示，一种基于位置传感器的杨氏模量测试装置，包括底板1和设置在底板1上的杠杆机构，还包括反光镜2、位置传感器3、激光器4和万用表5；反光镜2固定设置在杠杆机构的长杆6的端面上；位置传感器3和激光器4分别配合反光镜2设置；万用表5电连接位置传感器3。激光器4发射光，经反光镜2反射后被位置传感器3接收，利用万用表5测定位置传感器3的电压差，进而测定了梁弯法中经杠杆机构压弯的样本14的位移量，显著提高了实验结果的精度，并有效的改善实验环境，提高了同学们的实验积极性，为物理和光电专业的同学能力和素养的培养提供了可靠的仪器保证。
20.上述设置中，位置传感器3和激光器4分别通过滑块7设置在立杆8上，方便根据反光镜2位置进行调节，保证正常工作。滑块7能够通过螺栓固定在立杆8上，方便固定。为保证电源供应，方便设置，还设置有直流开关电源(图中未示出)；位置传感器3和激光器4分别电连接直流开关电源。
21.其中，杠杆机构还包括刀口支架9、接触柱10、砝码挂钩11、样本支架12和摆动块13；长杆6设置在摆动块13上；摆动块13下端配合放置在刀口支架9的上端刀口处；长杆6一端设置接触柱10，另一端端部固定反光镜2；接触柱10连接砝码挂钩11。砝码挂钩11整体呈方框型设置，上端内壁上设置刀棱，下端外壁上设置砝码挂盘。
22.使用时，将样本14两端分别放置在样本支架12上，样本14贯穿砝码挂钩11，砝码挂钩11的刀棱接触样本14，在砝码挂盘上放置砝码对样本14压弯，带动接触柱10下移，长杆6带动摆动块13摆动，进而带动反光镜2上移，从而导致激光器4发射的光线经反光镜2反射后在位置传感器3上发生移动，通过万用表5进行测量。
23.位置传感器3采用drx-1dpsd-0a06-24型一维psd位置传感器。通过该装置的使用，大大提高了测量结果的精确度，实验测试结果的精度提高2个数量级。更为重要的是，改造后的仪器将更加方便于实验中同学的操作和读取数据，解决了传统在小空间内实现了微测量放大的作用，仪器装置占用空间小。

技术特征：

1.一种基于位置传感器的杨氏模量测试装置，包括底板(1)和设置在底板(1)上的杠杆机构，其特征在于，还包括反光镜(2)、位置传感器(3)、激光器(4)和万用表(5)；所述反光镜(2)固定设置在杠杆机构的长杆(6)的端面上；所述位置传感器(3)和激光器(4)分别配合反光镜(2)设置；所述万用表(5)电连接位置传感器(3)。2.根据权利要求1所述的基于位置传感器的杨氏模量测试装置，其特征在于，所述位置传感器(3)和激光器(4)分别通过滑块(7)设置在立杆(8)上。3.根据权利要求2所述的基于位置传感器的杨氏模量测试装置，其特征在于，所述滑块(7)能够通过螺栓固定在立杆(8)上。4.根据权利要求1所述的基于位置传感器的杨氏模量测试装置，其特征在于，还包括直流开关电源；所述位置传感器(3)和激光器(4)分别电连接直流开关电源。5.根据权利要求1所述的基于位置传感器的杨氏模量测试装置，其特征在于，所述杠杆机构还包括刀口支架(9)、接触柱(10)、砝码挂钩(11)、样本支架(12)和摆动块(13)；所述长杆(6)设置在摆动块(13)上；所述摆动块(13)下端配合放置在刀口支架(9)的上端刀口处；所述长杆(6)一端设置接触柱(10)；所述接触柱(10)连接砝码挂钩(11)。6.根据权利要求5所述的基于位置传感器的杨氏模量测试装置，其特征在于，所述砝码挂钩(11)整体呈方框型设置，上端内壁上设置刀棱，下端外壁上设置砝码挂盘。

技术总结

本实用新型涉及杨氏模量测试技术领域，具体公开了一种基于位置传感器的杨氏模量测试装置，包括底板和设置在底板上的杠杆机构，还包括反光镜、位置传感器、激光器和万用表；所述反光镜固定设置在杠杆机构的长杆的端面上；所述位置传感器和激光器分别配合反光镜设置；所述万用表电连接位置传感器。与现有技术相比，通过位置传感器和激光器的设置，能够显著提高了实验结果的精度，并有效的改善实验环境，提高了学生的实验积极性，为物理和光电专业学生的能力和素质培养提供可靠的仪器保证。的能力和素质培养提供可靠的仪器保证。的能力和素质培养提供可靠的仪器保证。