【技术实现步骤摘要】
本申请涉及数字干涉杨氏模量测定，尤其涉及一种使用数字干涉技术来实现对杨氏模量测量的装置及其测量的方法。
技术介绍
1、传统的测量杨氏模量的测量装置通常需要使用复杂的试验装置和大量的样品准备，操作复杂且耗时。此外，传统方法还存在着较大的误差和不确定性，无法满足高精度测量的需求。一些研究在传统光杠杆法杨氏模量测定仪的标尺处安装一个带有读数装置的平移台，通过平移台的读数装置测量光杠杆平面反射镜到标尺距离的改变量，既可以提高实验测量的便捷性，也可以通过相同实验条件下的多次测量减小测量的随机误差。另一种改进方法是利用激光替代望远镜来获得测量标尺上的读数，这种方法调节方便，直观性强，准确度高。然而，这些装置对于微小变化往往没有效果甚至本身性能收到影响而削减。经检索，暂未发现有类型的文献。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种杨氏模量测定仪及其测量方法，本申请能够通过简单的操作实现对杨氏模量的高精度测量。
2、本申请的目的采用以下技术方案实现：
3、一方面，本申请提供一种杨氏模量测定仪，包括：
4、上平台，所述上平台加工有三个固定角度的导向安装孔；
5、支撑柱，所述支撑柱通过上述上平台组成一支撑架，用于支撑所述测定仪；
6、主平台，所述杨氏模量测定仪工作平台，用于安装所有光学测量系统；
7、支撑座，所述支撑座固定安装在所述支撑柱上，用于支撑主平台；
8、扩束准直镜，所述扩束准直镜安装在所述主平台上，用于把光
9、半导体激光器，所述半导体激光器安装在所述主平台上，且设置在扩束准直镜后方，用于为测定仪提供相干光源；
10、平面反射镜，所述平面反射镜安装在所述主平台上，用于将光反射到第一分束镜上；
11、第一分束镜，所述第一分束镜安装在所述主平台上，用于将光反射照射到劈尖部中的第二分束镜上；
12、第二分束镜，所述第二分束镜安装在所述主平台上并设置在光杠杆前方，与光杠杆构成劈尖结构，第二分束镜用于将入射光分为两束，其中反射光作为参考光；
13、光杠杆，所述光杠杆安装在所述主平台上并设置在第二分束镜后方，与第二分束镜构成劈尖结构，用于接收透射光再反射到ccd上作为物光，两束光共同在ccd上产生干涉条纹；
14、ccd，所述ccd安装在所述主平台上，用于记录干涉条纹；
15、拉伸平台，所述主平台中心设置有一缺口，所述拉伸平台通过直线方轨安装在缺口处。
16、另一方面，本申请还提供一种杨氏模量测定仪的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
17、1）、将水平仪放置在主平台上，通过调节支撑座的位置，使主平台水平；
18、2）、将已测定长度和直径的金属丝一端通过装置上平台的金属夹头固定住，另一端通过下平台的金属夹头固定住，此时金属丝能够竖直悬挂于装置的中心；
19、3）、半导体激光器发出的激光经扩束准直镜后出射为一束平行光，平行光经平面反射镜射向第一分束镜，并经第一分束镜反射后照射劈尖型测量系统；
20、4）、劈尖型测量系统由透反比为6:4的第二分束镜和光杠杆构成，第二分束镜将入射光分成两束，其中反射光直接照射到ccd记录面上，作为参考光r；透射光被平面反射镜反射到ccd上，作为物光o与参考光r发生等厚干涉；
21、5）、利用树莓派上编写的图像实时采集和处理系统，通过ccd相机获取干涉条纹图像。调节平面反射镜，使ccd记录到的干涉条纹方向呈水平；
22、6）、在树莓派上的程序界面上点击“开始标定”按钮，然后调节光杠杆上的微调螺栓，使初始干涉条纹的数量在100条左右，然后点击“结束标定”按钮；
23、7）、挂载50g砝码，并在软件界面上输入“长度”、“直径”和“砝码质量”，点击“开始测量”按钮，软件实时输出金属丝的“伸长量”和“杨氏模量”；
24、8）、改变砝码质量，进行多次测量。
25、与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：
26、(1)、本申请能够通过简单的操作实现对杨氏模量的高精度测量，同时，该装置应具备可靠性高、重复性好、易于操作等特点，以满足科学研究和工程应用的需求。
27、(2)、本申请采取将待测样品微小变形量通过自制测量系统将其转化为干涉条纹间距变化的方法进行高精度采集计算，测量精度可达亚微米级；每一个环节是对前一环节的深化，前一环节对后一环节起到支撑作用，从数据采集和处理过程和阶段同时进行，提高数据的转化效率。
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1.一种杨氏模量测定仪，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述测定仪还包括树莓派，所述树莓派安装在所述主平台上，用于搭载测量系统的软件部分并获得CCD上的干涉条纹在提前编辑好的可视化交互界面程序对测量进行数字处理。
3.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述支撑柱为三根，三根支撑柱上端通过上平台连接，设置在上平台上的导向安装孔和支撑柱上端配合。
4.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述光杠杆包括一连接座，所述连接座下端安装在所述主平台上，所述连接座上端转动连接有平面反射镜。
5.根据权利要求4所述的光杠杆，其特征在于，所述光杠杆的竖直安装面一侧贴有平面反射镜，另一侧连接有支撑臂，支撑臂末端连接有微调螺栓，所述光杠杆通过轴承安装在连接座上。
6.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述支撑座包括支撑部和连接部，所述支撑部和连接部一体成型设计连接，所述支撑部用于支撑主平台，所述连接部用于连接固定在支撑柱上。
7.根据权
8.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述拉伸平台上设置有可调夹头，所述上平台上设置有可调夹头，待测样品被夹持在上下两个可调夹头之间。
9.一种杨氏模量测定仪的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种杨氏模量测定仪，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述测定仪还包括树莓派，所述树莓派安装在所述主平台上，用于搭载测量系统的软件部分并获得ccd上的干涉条纹在提前编辑好的可视化交互界面程序对测量进行数字处理。
3.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述支撑柱为三根，三根支撑柱上端通过上平台连接，设置在上平台上的导向安装孔和支撑柱上端配合。
4.根据权利要求1所述的一种杨氏模量测定仪，其特征在于，所述光杠杆包括一连接座，所述连接座下端安装在所述主平台上，所述连接座上端转动连接有平面反射镜。
5.根据权利要求4所述的光杠杆，其特征在于，所述光杠杆的竖直安装面一侧贴有平面反射镜，另一侧连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘云，邱洪宇，赵翌皓，黄泽龙，徐心梦，吴怡，杨金金，
申请(专利权)人：南京航空航天大学金城学院，
类型：发明
国别省市：
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