专利名称：基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物理实验仪器技术领域，尤其涉及一种用于測量金属丝微小变形
量的測量装置。
背景技术：
在工程及科学实验中，常需要測量微小长度变化量，如測量金属丝的杨氏模量和測量金属棒的线膨胀系数等，測量中常采用的方法是镜面光杠杆配合千分尺进行测量，镜面光杠杆是在光源旁边安装ー个望远镜，光源前面设置尺子，尺子对面设置ー镜子，光杠杆一支腿与待测物相连，通过调整在望远镜里看到的尺子在镜子里的像，从而得出长度变化量。但是，在测金属丝的杨氏弾性模量时，由于其伸长量AL的值很小，约IO-Imm数量级，因此AL的測量通常是用望远镜观察反射镜中的标尺变化，并通过測量像的位置变化来求出金属丝长度变化，在使用过程中，望远镜系统极易损坏，并且望远镜视场小、视差大，在调节和测量过程都较为困难。而且光杠杆望远镜尺组还存在这成套设备价格昂贵的不足。为了解决上述问题，专利号为200620110633.9的中国实用新型专利公开了ー种采用激光測量微小长度的光杠杆装置，其包括“T”形支架，设置在“T”形支架下部的第一足尖、第二足尖和第三足尖，在“T”形支架的上部设有调节机构以及与调节机构连接的激光器，激光器发出的激光投射在发光光线前方的尺子上，读取尺子上的读数，通过计算测出微小长度的变化。但是由于市售的激光器所发射的光束并不是严格意义上的平行光，它仍有很大程度的发散，当距离尺子越远，在尺子上形成的光斑越大，測量时很难确定光斑的中心，从而使测量的精度大大降低。
发明内容本实用新型的目的是克服现有的光杠杆望远镜测量系统存在的易损坏、视场小、视差大以及在测量过程不易调节的问题，提供ー种新型的微小长度测量装置，其利用光学反射和光学会聚成像原理，将望远镜观测改为反射成像光杠杆放大系统，使金属丝微小伸长量的測量更精确，操作更简単。为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置，包括底座、设置于底座上的前支腿和后支腿、设置于底座上的镜片；该镜片为包括反射镜和设于所述反射镜前的聚焦透镜的组合镜片。本实用新型在底座上设置有安装镜片的镜架，镜架与底座之间设置有微调螺栓。本实用新型的镜架包括支架和设置于支架两端的左侧臂和右侧臂，在左侧臂和右侧臂的相对内侧加工有用于安装镜片的凹槽。 本实用新型的左侧臂和右侧臂可相对支架水平相向移动或相互远离。本实用新型的支架上表面加工有与侧臂上凹槽位置对应的凹槽。由以上可知，本实用新型采用反射镜和聚焦透镜组成组合镜片，由聚焦透镜将出射光线聚焦后才投射在标尺上，克服了光源发出的光散射的问题，更便于操作人员精确读数，測量更精确，操作更简単。

图I是本实用新型的主视图； 图2是图I的俯视图；图3是本实用新型的测量原理图。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进ー步详细地说明。
具体实施方式
如图I及图2所示，本实施例的測量装置包括底座I、前支腿2、后支腿3、微调螺栓4、镜架5以及组合镜片，该组合镜片包括反射镜6和聚焦透镜7。在底座I底部设置有一对前支腿2，底座I后部安装有向后延伸的后支腿3，底座I上方设置有镜架5，在镜架5与底座I之间设置有微调螺栓4，通过旋转微调螺栓4可以使镜架5上下移动，从而对镜架5在竖直方向上的位置进行微调。镜架5上安装有反射镜6和聚焦透镜7，聚焦透镜7位于反射镜6的前方，即光源发出的光线先经过聚焦透镜7后被反射镜6反射，再由聚焦透镜7将光线会聚。作为本实用新型优选的技术方案，镜架5的左右宽度可调节，如图I所示，镜架5包括支架5a、左侧臂5b和右侧臂5c，左侧臂5b和右侧臂5c呈L形，分别嵌套安装在支架5a的两端，左侧臂5a和右侧臂5c可相对支架5a水平相向移动或相互远离，支架5a上设置有一套螺杆螺套平动机构，该螺杆螺套平动机构用于控制左侧臂5b和右侧臂5c的平移，该螺杆螺套平动机构为机械设计中的常规设计，由位移调节螺纹旋钮和固定在支架5a内部的螺栓螺套构成，左、右侧臂之间的距离也可以直接用手调节。通过调节左、右侧臂之间的距离，可以方便地更换不同尺寸的镜片，此外，在左侧臂5b和右侧臂5c的相对内侧加エ有用于安装镜片的凹槽a，同样，在支架5a上表面的相应位置也可以加工用于放置镜片的凹槽。參照图3，平行光管100，即光源水平放置于标尺200的nQ位置处，測量装置位于标尺200 —侧，測量前可先调节微调螺栓4，使组合镜片的镜面法线与平行光管100发出光线重合，反射镜6的镜面M与标尺200之间的距离为D，聚焦透镜7的焦距也为D，后支腿3到两前支腿2间连线的距离为b。将待测金属丝悬挂干支架上，上端固定于后支腿3上，下端加破码对金属丝施カ。测量时，光束由平行光管100出射，经反射镜6反射，由聚焦透镜7会聚后照射在透明标尺200上。由于开始时，镜面M的法线正好是水平的，则从平行光管100发出的光线与镜面法线M重合，并反射到标尺200上的Iitl处；当金属丝被伸长A L时，后支腿3随金属丝下落AL，从而带动组合镜片旋转0角，旋转后的镜面法线标为M’，根据光反射定律，光线Ontl和光线on间的夹角为2 0，则有tge = — tg20 =
b ；D由于0很小，所以，[0021]
权利要求1.基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置，包括底座、设置于底座上的前支腿和后支腿、设置于底座上的镜片；其特征在于所述镜片为包括反射镜和设于所述反射镜前的聚焦透镜的组合镜片。
2.根据权利要求I所述的基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置，其特征在于在所述底座上设置有安装镜片的镜架，所述镜架与底座之间设置有微调螺栓。
3.根据权利要求2所述的基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置，其特征在于所述镜架包括支架和设置于支架两端的左侧臂和右侧臂，在所述左侧臂和右侧臂的相对内侧加工有用于安装镜片的凹槽。
4.根据权利要求3所述的基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置，其特征在于所述左侧臂和右侧臂可相对所述支架水平相向移动或相互远离。
5.根据权利要求3所述的基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置，其特征在于所述支架上表面加工有与所述侧臂上凹槽位置对应的凹槽。
专利摘要一种基于反射会聚成像光杠杆系统的微小长度测量装置，包括底座、设置于底座上的前支腿和后支腿、设置于底座上的镜片；该镜片为包括反射镜和设于所述反射镜前的聚焦透镜的组合镜片。本实用新型采用反射镜和聚焦透镜组成组合镜片，由聚焦透镜将出射光线聚焦后才投射在标尺上，克服了光源发出的光散射的问题，更便于操作人员精确读数，使金属丝微小伸长量的测量更精确，操作更简单。
文档编号G01B11/02GK202372144SQ20112056024
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者刘洋, 宋金茂, 徐强, 赵文娟, 马红玉 申请人:西安电子科技大学