杨氏模量是描述固体材料抗变形能力的物理量,是选择机械零件的重要基础,也是工程设计中常用的重要参数。测量材料的杨氏模量是大学物理实验中必做的实验项目之一。通过该实验学生不仅能够掌握一种测量材料杨氏模量的方法,也能学到测量基本长度和微小位移的方法和手段,进而提高学生的综合实验能力。目前,多数高校使用光杠杆法测量材料的杨氏模量,光杠杆方法造价低、原理易懂,但是需要较多的实验部件。实验过程中光路调节十分烦琐,测量误差也比较大,常给学生带来较大的困扰。本课题基于光干涉和拉力传感器研制的杨氏模量测量系统,成功地将光的干涉和传感器方面的知识应用到金属杨氏模量的测量,在提高学生的综合实验能力的同时,又极大地丰富了实验教学内容,提高了教师的课堂教学效率,更助于拓宽学生的知识面,培养学生全面思考和勇于创新的意识。本论文从光干涉原理出发,介绍了迈克尔逊干涉仪的构造,详细分析了其测量和传动原理。介绍了拉力传感器的构造与原理、测量电桥电路及补偿方法。对本设计的系统、硬件和软件的设计作了详细说明。介绍了金属丝和光源的选取原则,设计了测量装置以固定拉力传感器和完成金属丝拉力的测量和显示。设计了为拉力传感器和单片机供电的电源电路,使用高精度的OP07运算放大器对拉力传感器输出的微小电信号进行放大,选用STM32F407ZGT6作为硬件电路的控制核心部分,使用其内部ADC进行模数转换,利用数码管进行显示。通过实验验证,本课题设计的测量系统实现了金属丝长度微小变化量和拉力的精准测量,并在实验教学中达到了良好的预期效果。