本实用新型属于金属材料杨氏模量测量技术领域，具体涉及一种基于光电位置敏感探测器的杨氏模量测量装置。
背景技术：
杨氏模量是描述固体材料抵抗变形能力的重要物理量，也是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、聚合物、陶瓷、半导体、光纤材料、纳米材料、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义。
在普通物理实验教学中，杨氏模量的测量主要是采用拉伸法，拉伸法测量装置主要由支架、金属丝固件、砝码、平面镜、望远镜、标尺、游标卡尺、螺旋测微计、米尺等构成，其测量的关键是微小位移的准确、方便测量，通常采用的方法是利用光杠杆及尺度望远镜等仪器将难以准确测量的微小位移量放大。但这种方法在调节光杠杆光路的过程中很难将光路调制到合适的位置，实验操作难度较大；此外，标尺的读数是通过望远镜观测到的，观察时会产生视觉差，标尺的精确度也较低，故很难保证测量准确度要求。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供了一种基于光电位置敏感探测器的杨氏模量测量装置，提高杨氏模量测量的准确度，简化操作过程。
为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种基于光电位置敏感探测器的杨氏模量测量装置，包括待测金属丝1，待测金属丝1左端固定在左侧板10上，待测金属丝1右端通过拉力调节旋钮8固定在右侧板11上，左侧板10、右侧板11底部和底板9连接，待测金属丝1的中部连接有光电位置敏感探测器3和测力计7，光电位置敏感探测器3下方的底板9上放置有激光光源2，激光光源2竖直向上的激光光束垂直照射到光电位置敏感探测器3上，光电位置敏感探测器3的输出端和前置放大器4的输入端连接，前置放大器4的信号输出端和A/D转换器5的输入端连接，A/D转换器5的输出端和计算机6连接。
所述的激光光源2采用半导体激光器。
所述的光电位置敏感探测器3采用一维位置探测器。
所述的A/D转换器5所用的芯片型号为AD574。
所述的测力计7采用数字显示模式。
本实用新型的有益技术效果在于：仪器结构简单，操作方便，消除了待测金属丝1的抖动；采用压力计7、光电位置敏感探测器3和计算机6，实现了自动化测量，测量结果的准确度更高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，一种基于光电位置敏感探测器的杨氏模量测量装置，包括待测金属丝1，待测金属丝1左端固定在左侧板10上，待测金属丝1右端通过拉力调节旋钮8固定在右侧板11上，左侧板10、右侧板11底部和底板9连接，待测金属丝1的中部连接有光电位置敏感探测器3和测力计7，光电位置敏感探测器3下方的底板9上放置有激光光源2，激光光源2竖直向上的激光光束垂直照射到光电位置敏感探测器3上，光电位置敏感探测器3的输出端和前置放大器4的输入端连接，前置放大器4的信号输出端和A/D转换器5的输入端连接，A/D转换器5的输出端和计算机6连接；光电位置敏感探测器3探测待测金属丝1的微小伸长量，转换成模拟电流信号经前置放大器4进行I/V信号转换后，再经A/D转换器5模数转换，送入计算机6进行计算处理。
所述的激光光源2采用半导体激光器。
所述的光电位置敏感探测器3采用一维位置探测器。
所述的A/D转换器5所用的芯片型号为AD574。
所述的测力计7采用数字显示模式。
本实用新型的工作原理为：
由胡克定律，在弹性限度内，待测金属丝1杨氏模量E的计算公式为：其中F为沿待测金属丝1长度方向所受外力，S为待测金属丝1的横截面积，L为待测金属丝1的长度，ΔL为待测金属丝1在外力F作用下的伸长量，对杨氏模量E的测量，实际上就是对F、S、ΔL和L的测量，其中F、S和L的测量比较简单，但ΔL很小，很难用一般测长度的仪器测出，故本实用新型采用光电位置敏感探测器3来测量。
调节拉力调节旋钮8使待测金属丝1处于绷紧状态，打开激光光源2，利用前置放大器4和A/D转换器5对光电位置敏感探测器3输出的与位置相关的模拟电流信号进行放大和转换，然后送入计算机6进行计算处理，确定激光束照射位置，并从测力计7读取待测金属丝1承受的拉力F。重复测出多组待测金属丝1伸长量ΔL的平均值，进而计算出待测金属丝1的杨氏模量E。