文档介绍：2017-4-1钢丝杨氏模量的测定郑州大学物理实验中心王军实验简介实验目的实验仪器实验原理实验内容与步骤实验注意事项数据记录与处理思考题?杨氏模量是工程材料重要参数,它反映了材料弹性形变与内应力的关系,它只与材料性质有关, 是选择工程材料的重要依据之一。设长为 L,截面积为 S的均匀金属丝,在两端以外力 F相拉后,伸长ΔL。实验表明,在弹性范围内, 单位面积上的垂直作用力 F/S (正应力)与金属丝的相对伸长Δ L/L( 线应变)成正比,其比例系数就称为杨氏模量,用 Y表示,即这里的 F、L和S都易于测量, ΔL属微小变量,我们将用光杠杆放***测量。?放***是一种应用十分广泛的测量技术。我们将在本课程中接触到机械放大、光放大、电子放大等测量术。如螺旋测微计是通过机械放大而提高测量精度的,示波器是通过将电子信号放大后进行观测的。本实验采用的光杠杆法是属光放大技术。光杠杆放大原理被广泛地用于许多高灵敏度仪表中,如光电反射式检流计、冲击电流计等。放***的核心是将微小变化量输入一“放大器”,经放大后再作精确测量。?设微小变化量用ΔL表示,放大后的测量值为 N,我们称 A=N/ ?L为放大器的放大倍数。原则上 A越大, 越有利于测量,但往往会引起信号失真。研究保真技术已成为测量技术的一个专门领域。实验简介返回 LS FL LL SFY??????***测微小长度变化的原理和方法??数显液压加力杨氏模量测定仪, ?新型光杠杆, ?螺旋测微计, ?钢卷尺、各一个实验仪器返回?本实验的整套装置由“数显液压加力杨氏模量拉伸仪”和“新型光杠杆”组成。?数显液压加力杨氏模量拉伸仪如图 1所示,金属丝上下两端用钻头夹具夹紧,上端固定于双立柱的横梁上,下端钻头卡的连接拉杆穿过固定平台中间的套孔与拉力传感器相连。加力装置施力给传感器,从而拉伸金属丝。所施力大小由电子数字显示系统显示在液晶显示屏上。加力大小由液压调节阀改变。实验原理返回实验原理返回实验原理返回?图2(a)为新型光杠杆的结构示意图。在等腰三角形铁板 1的三个角上, 各有一个尖头螺钉,底边连线上的两个螺钉 B和C称为前足尖,顶点上的螺钉A称为后足尖, 2为光杠杆倾角调节架, 3为光杠杆反射镜。调节架可使反射镜作水平转动和俯仰角调节。测量标尺在反射镜的侧面并与反射镜在同一平面上,如图 2(b)所示。测量时两个前足尖放在杨氏模量测定仪的固定平台上,后足尖则放在待测金属丝的测量端面上,该测量端面就是与金属丝下端夹头相固定连接的水平托板。当金属丝受力后,产生微小伸长,后足尖便随测量端面一起作微小移动,并使光杠杆绕前足尖转动一微小角度,从而带动光杠杆反射镜转动相应的微小角度,这样标尺的像在光杠杆反射镜和调节反射镜之间反射,便把这一微小角位移放大成较大的线位移。这就是光杠杆产生光放大的基本原理。下面我们来导出本实验的测量原理公式。实验原理返回实验原理返回