專利名稱:可變單縫衍射微小尺度測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及精密測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可變單縫衍射微小尺度測量裝置。包括單縫固定片和單縫活動片，所述單縫固定片與單縫活動片之間形成衍射狹縫，還包括一端與單縫活動片固定連接，另一端頂部用于放置待測物的杠桿。利用單縫衍射的原理，巧妙的利用機(jī)械杠桿將待測物的尺度轉(zhuǎn)化為縫寬的變化上，不需要對待測物進(jìn)行拉伸，適用于高溫和脆性材料，具有較好的普適性。避免了待測物拉伸過程中的豫馳效應(yīng)，測量精度高。
【專利說明】
可變單縫衍射微小尺度測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及精密測量技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種可變單縫衍射微小尺度測量裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代精密測量技術(shù)是一口集光學(xué)、電子、傳感器、圖像、制造及計算機(jī)技術(shù)為一體 的綜合性交叉學(xué)科，設(shè)及廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，它的發(fā)展需要眾多相關(guān)學(xué)科的支持。在現(xiàn)代工業(yè) 制造技術(shù)和科學(xué)研究中，測量儀器具有精密化、集成化、智能化的發(fā)展趨勢。長度是一個基 本物理量，在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中被廣泛應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)過程中需要對微小位移或厚度的變化進(jìn) 行較為準(zhǔn)確的測量。
[0003] 現(xiàn)有楊氏模量的測量，通過讀出衍射條紋距離變化，就可算出待測物的微小變化。 如圖1所示為楊氏模量靜態(tài)拉伸測量的裝置圖，其主要由單縫固定片1、單縫活動片2、光源、 懸掛于待測物14底部的破碼15和光屏16組成，單縫固定片1、單縫活動片2之間形成衍射狹 縫。在測量過程中，單縫固定片1保持固定，通過增加破碼15的重量，待測物14的長度產(chǎn)生微 小變化，使與破碼15底部固定的單縫活動片2移動，從而改變狹縫寬度，測量光屏16上的衍 射條紋間距，既能測量出待測物14的長度變化。
[0004] 楊氏模量靜態(tài)拉伸測量法結(jié)構(gòu)操作簡單，被各高校廣泛采用，但由于其不適用于 高溫和脆性材料的測量，該實(shí)驗(yàn)的適用范圍有限。另外，由于拉伸時伴隨有豫馳現(xiàn)象，不能 真實(shí)的反映材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，測量精度較低。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種測量精度高、測量普適性好的可變 單縫衍射微小尺度測量裝置。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種可變單縫衍射微小尺度測量裝置，包括單縫固定片和 單縫活動片，所述單縫固定片與單縫活動片之間形成衍射狹縫，還包括一端與單縫活動片 固定連接，另一端頂部用于放置待測物的杠桿。
[0007] 進(jìn)一步的，還包括固定底座，所述固定底座與單縫固定片底部水平固定。
[000引進(jìn)一步的，所述固定底座上豎直固定有支撐柱，所述支撐柱頂部固定有支撐頭，所 述杠桿底部設(shè)有與支撐頭匹配的凹槽，所述杠桿可繞支撐柱旋轉(zhuǎn)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述固定底座上固定有導(dǎo)軌支架，所述導(dǎo)軌支架上水平固定有導(dǎo)軌，所 述導(dǎo)軌上設(shè)有與導(dǎo)軌滑動配合的滑塊，所述滑塊中部豎直穿設(shè)有固定柱，所述固定柱底部 與杠桿頂面之間形成待測物的夾緊空間。
[0010] 進(jìn)一步的，所述滑塊側(cè)壁螺紋連接有用于夾緊固定柱的夾緊螺栓。
[0011] 進(jìn)一步的，所述杠桿頂部設(shè)有第一配重塊放置槽和第二配重塊放置槽，所述第一 配重塊放置槽和第二配重塊放置槽位于杠桿旋轉(zhuǎn)中屯、兩側(cè)。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果:本裝置利用單縫衍射的原理，巧妙的利用機(jī)械杠桿將待 測物的尺度轉(zhuǎn)化為縫寬的變化上，不需要對待測物進(jìn)行拉伸，適用于高溫和脆性材料，具有 較好的普適性。避免了待測物拉伸過程中的豫馳效應(yīng)，測量精度高。
【附圖說明】

[0013] 圖1為楊氏模量靜態(tài)拉伸測量裝置圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型測量裝置圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型測量原理圖；
[0016] 圖中：1一單縫固定片，2-單縫活動片，3-杠桿，4-凹槽，5-固定底座，6-支撐 柱，7-支撐頭，8-導(dǎo)軌支架，9-導(dǎo)軌，10-滑塊，11-固定柱，12-第一配重塊放置槽， 13-第二配重塊放置槽，14-待測物，15-破碼，16 -光屏。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 獲得的所有其它實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018] 如圖2所示為本實(shí)用新型其中一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括位于下部的單縫 固定片1、位于上部的單縫活動片2、杠桿3和水平設(shè)置的固定底座5,單縫固定片1固定于固 定底座5上，單縫固定片1與單縫活動片2之間形成縫寬可變的衍射單縫，單縫活動片2頂部 與杠桿3的一端底部固定連接。固定底座上豎直固定有兩根結(jié)構(gòu)和高度均相同的支撐柱6， 兩根支撐柱6的頂部均設(shè)有尖形的支撐頭7。杠桿3底部設(shè)有與支撐頭7相匹配的凹槽4,杠桿 3可繞支撐頭7旋轉(zhuǎn)。固定底座5上還豎直固定有一個導(dǎo)軌支架8，導(dǎo)軌支架8上水平固定有兩 條導(dǎo)軌9。導(dǎo)軌9上穿設(shè)有與導(dǎo)軌9滑動配合的滑塊10。滑塊10中部豎直穿設(shè)有固定柱11，固 定柱11底部與杠桿3頂面之間形成待測物13的夾緊空間。滑塊10側(cè)壁螺紋連接有一個夾緊 螺栓（圖中未示出）梓緊夾緊螺栓，可是夾緊螺栓的端部與固定柱11側(cè)壁抵接，從而將在滑 塊10內(nèi)部上下滑動的固定柱11夾緊。
[0019] 進(jìn)行測量時，首先滑動滑塊10至測量的合適位置，然后上下調(diào)節(jié)固定柱11，使單縫 固定片1與單縫活動片2之間形成縫寬為衍射效應(yīng)較為明顯的初始縫寬。調(diào)節(jié)好后梓緊夾緊 螺栓，將固定柱11夾緊在滑塊10內(nèi)。打開激光器，測量光屏上的衍射條紋間距XI。將待測物 放置在固定柱11與杠桿3頂面之間，待杠桿3穩(wěn)定后再次打開激光器，測量光屏上的衍射條 紋間距X2。
[0020] 本發(fā)明中的單縫固定片1和單縫活動片2的上下位置可W根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)換，杠桿 結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)可W采用上面實(shí)施例所示的支撐柱，也可W采用別的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)杠桿功能即 可。
[0021] 為了消除杠桿自身自重帶來的測量誤差，在杠桿頂部旋轉(zhuǎn)中屯、兩側(cè)設(shè)置第一配重 塊放置槽12和第二配重塊放置槽13,通過在兩個放置槽內(nèi)防止配重塊，并調(diào)節(jié)兩個配重塊 的比例，可W消除杠桿自身自重帶來的測量誤差，從而保證測量精度。
[0022] 如圖3所示為本實(shí)用新型的測量原理圖，圖中1為單縫距光屏16的距離，a為單縫縫 寬，X為光屏上形成的衍射條紋間距，bl為固定柱11到杠桿旋轉(zhuǎn)中屯、的距離，b2為單縫活動片 2端部距旋轉(zhuǎn)中屯、的距離。
[0023] 待測物厚度h的測量公式為
，其中，Xi為第一次測量的衍射條 紋間距，X2為第二次測量的衍射條紋間距。k為杠桿力臂比，即b2/bl。
[0024] 為了進(jìn)一步提高本裝置的測量精度，可W在光屏后連接光電探測器，采集光屏上 的條紋信號，轉(zhuǎn)化成電信號后輸入至計算機(jī)進(jìn)行處理。
[0025] W上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員在本實(shí)用新型所掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可變單縫衍射微小尺度測量裝置，包括單縫固定片（1)和單縫活動片（2)，所述 單縫固定片（1)與單縫活動片（2)之間形成衍射狹縫，其特征在于:還包括一端與單縫活動 片（2)固定連接，另一端頂部用于放置待測物（13)的杠桿(3)，還包括固定底座(5)，所述固 定底座(5)與單縫固定片（1)底部水平固定，所述固定底座(5)上固定有導(dǎo)軌支架(8)，所述 導(dǎo)軌支架(8)上水平固定有導(dǎo)軌(9)，所述導(dǎo)軌(9)上設(shè)有與導(dǎo)軌(9)滑動配合的滑塊（10)， 所述滑塊（10)中部豎直穿設(shè)有固定柱（11)，所述固定柱（11)底部與杠桿(3)頂面之間形成 待測物(13)的夾緊空間。2. 如權(quán)利要求1所述的可變單縫衍射微小尺度測量裝置，其特征在于：所述固定底座 (5)上豎直固定有支撐柱(6)，所述支撐柱(6)頂部固定有支撐頭(7)，所述杠桿(3)底部設(shè)有 與支撐頭(7)匹配的凹槽(4)，所述杠桿(3)可繞支撐柱(6)旋轉(zhuǎn)。3. 如權(quán)利要求1所述的可變單縫衍射微小尺度測量裝置，其特征在于:所述滑塊（10)側(cè) 壁螺紋連接有用于夾緊固定柱(11)的夾緊螺栓。4. 如權(quán)利要求3所述的可變單縫衍射微小尺度測量裝置，其特征在于:所述杠桿(3)頂 部設(shè)有第一配重塊放置槽（12)和第二配重塊放置槽(13)，所述第一配重塊放置槽(12)和第 二配重塊放置槽(13)位于杠桿(3)旋轉(zhuǎn)中心兩側(cè)。
【文檔編號】G01B11/06GK205718855SQ201620152896
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】呂洪方, 譚小平, 劉歡, 李威
【申請人】江漢大學(xué)