全文摘要
本实用新型公开了一种测量杨氏模量的装置，本实用新型通过对传统的杨氏模量测量仪进行改进，用拉力传感器代替传统测量仪中的挂装砝码，解决了实验中增加砝码时夹具晃动导致光杠杆光路随着漂移的问题，增加了测量数据的可靠性和重复性，用位置传感器代替传统测量仪中的望远镜和钢尺，不仅简化了光路的调节，而且通过位置传感器将位置变化转换为电信号记录，环境光线对光路的干扰可以忽略，其比较人为读数的精度有较大提高。
主设计要求
1.一种测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述装置包括拉力传感器、位置传感器、单片机、数据显示模块及数据存储模块；其中，所述拉力传感器，用于检测待测物体上的作用力，并将所述作用力转化成电信号；所述位置传感器，用于将待测物体的伸长量转化成电信号；所述单片机，用于将电信号进行处理，获得所述待测物体的杨氏模量；所述数据显示模块，用于显示所述待测物体的杨氏模量；所述数据存储模块，用于存储所述待测物体的杨氏模量。
设计方案
1.一种测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述装置包括拉力传感器、位置传感器、单片机、数据显示模块及数据存储模块；其中，
所述拉力传感器，用于检测待测物体上的作用力，并将所述作用力转化成电信号；
所述位置传感器，用于将待测物体的伸长量转化成电信号；
所述单片机，用于将电信号进行处理，获得所述待测物体的杨氏模量；
所述数据显示模块，用于显示所述待测物体的杨氏模量；
所述数据存储模块，用于存储所述待测物体的杨氏模量。
2.如权利要求1所述的测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述位置传感器为PSD位置传感器。
3.如权利要求2所述的测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述拉力传感器为S型拉力传感器。
4.如权利要求3所述的测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述S型拉力传感器的量程为0至20kg。
5.如权利要求4所述的测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述装置还包括拉力传感器显示器，所述拉力传感器显示器与所述S型拉力传感器连接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述装置还包括与底座固定连接的螺丝，用于通过旋转所述螺丝在所述待测物体上产生作用力。
7.如权利要求6所述的测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述装置还包括第一信号放大模块，所述第一信号放大模块与所述拉力传感器及所述单片机分别连接。
8.如权利要求7所述的测量杨氏模量的装置，其特征在于，所述装置还包括第二信号放大模块，所述第二信号放大模块与所述位置传感器及所述单片机分别连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及金属材料测量领域，尤其涉及一种测量杨氏模量的装置。
背景技术
杨氏模量是描述固体材料在弹性极限内抗拉或者抗压性能的物理量，它是由材料自身的物理性质所决定的，它也是选用刚性材料的一项重要指标，杨氏模量越大表明这种材料刚性越强，也就越不容易发生形变。因此，精确测定刚性材料的杨氏模量在工程技术中具有重要的实际意义。
传统使用光杠杆伸长法测量金属丝杨氏模量时通常使用挂装砝码、望远镜及钢尺完成，使用传统测量方法存在以下问题：(1)实验中在增加砝码时夹具会晃动，导致光杠杆光路会随着漂移，这直接影响到测量数据的可靠性和重复性，而且在增加砝码数较多时，砝码还会出现脱钩现象，造成意外砸伤仪器和学生等不安全事故；(2)利用望远镜来记录标尺时，学生要花费大部分时间和精力调节光路才能在望远镜中调出标尺的像，而忽略了实验的其它细节；(3)环境光线的干扰对标尺的成像效果有着较大的影响且不易消除，这导致人为读数误差较大。
上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种测量杨氏模量的装置，旨在解决现有技术中传统光杠杆伸长法测量金属丝杨氏模量时测量精度不高的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供一种测量杨氏模量的装置，所述装置包括拉力传感器、位置传感器、单片机、数据显示模块及数据存储模块；其中，
所述拉力传感器，用于检测待测物体上的作用力，并将所述作用力转化成电信号；
所述位置传感器，用于将待测物体的伸长量转化成电信号；
所述单片机，用于将电信号进行处理，获得所述待测物体的杨氏模量；
所述数据显示模块，用于显示所述待测物体的杨氏模量；
所述数据存储模块，用于存储所述待测物体的杨氏模量。
优选地，所述位置传感器为PSD位置传感器。
优选地，所述拉力传感器为S型拉力传感器。
优选地，所述S型拉力传感器的量程为0至20kg。
优选地，所述装置还包括拉力传感器显示器，所述拉力传感器显示器与所述S型拉力传感器连接。
优选地，所述装置还包括与底座固定连接的螺丝，用于通过旋转所述螺丝在所述待测物体上产生作用力。
优选地，所述装置还包括第一信号放大模块，所述第一信号放大模块与所述拉力传感器及所述单片机分别连接。
优选地，所述装置还包括第二信号放大模块，所述第二信号放大模块与所述位置传感器及所述单片机分别连接。
本实用新型通过对传统的杨氏模量测量仪进行改进，用拉力传感器代替传统测量仪中的挂装砝码，解决了实验中增加砝码时夹具晃动导致光杠杆光路随着漂移的问题，增加了测量数据的可靠性和重复性，用位置传感器代替传统测量仪中的望远镜和钢尺，不仅简化了光路的调节，而且通过位置传感器将位置变化转换为电信号记录，环境光线对光路的干扰可以忽略，其比较人为读数的精度有较大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本实用新型一种测量杨氏模量的装置一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
申请码:申请号:CN201920065034.7 申请日:2019-01-15 公开号:公开日:国家:CN 国家/省市:83(武汉) 授权编号:CN209342531U 授权时间:20190903 主分类号:G01N 3/14 专利分类号:G01N3/14 范畴分类:31E; 申请人:武汉轻工大学 第一申请人:武汉轻工大学 申请人地址:430023 湖北省武汉市东西湖区常青花园学府南路68号 发明人:占必富;陈古礼;惠子;曾凌云;周西;刘涛 第一发明人:占必富 当前权利人:武汉轻工大学 代理人:胡海国 代理机构:44287 代理机构编号:深圳市世纪恒程知识产权代理事务所 优先权:关键词:当前状态:审核中 类型名称:外观设计
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