[发明专利]一种金属线膨胀系数的测量装置和系统

权利要求书

1.一种金属线膨胀系数的测量装置，其特征在于，包括：

均热结构，由石英管、加热带、隔热层构成，其中，加热带缠绕在石英管外侧，待测量金属棒以放入石英管中的方式进行加热并且悬空地支撑在石英管中；

热电偶温度传感器，其热电偶探头用耐热胶带和金属棒粘贴在一起，用于即时测量金属棒的温度；以及

第一光栅位移传感器，由光栅尺移动端和固定端构成，位于待测量金属棒的一轴向端部，用于测量其膨胀位移量，

其中，待测量金属棒的轴向两端部设置有隔热件，所述光栅尺移动端与所述待测金属棒的一轴向端部无间隙接触。

2.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数的测量装置，其特征在于，还包括由光栅尺移动端和固定端构成的第二光栅位移传感器，用于差动地测量金属棒的膨胀位移量，其中，所述待测金属棒的另一轴向端部与第二光栅位移传感器的光栅尺移动端无间隙接触。

3.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数的测量装置，其特征在于，还包括与所述光栅尺移动端抵接的压力可调的弹簧。

4.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数的测量装置，其特征在于，所述待测量金属棒的一轴向端部为固定端，另一轴向端部为与所述光栅尺移动端抵接的自由伸缩端。

5.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数的测量装置，其特征在于，还包括直线滑轨、第一滑块和第二滑块，其中，所述均热结构设置在所述直线滑轨上，位于均热结构轴向两端的部件分别安装在所述第一滑块和第二滑块上。

6.根据权利要求1所述的金属线膨胀系数的测量装置，其特征在于，还包括与光栅位移传感器电连接至的光栅尺数显表，并且所述热电偶探头电连接至热电偶温度传感器的显示器，还包括与所述加热带电连接的接触式自耦调压器。

7.一种金属线膨胀系数的测量系统，其特征在于，包括测量装置、数据处理装置和显示装置，其中，所述测量装置为根据权利要求1至5中任一项所述的金属线膨胀系数的测量装置。

8.根据权利要求7所述的金属线膨胀系数的测量系统，其特征在于，所述数据处理装置用于实时采集温度传感器和光栅位移传感器的数据并且根据采集的数据计算金属棒的线膨胀系数，还用于加热带的自动调压。

9.根据权利要求8所述的金属线膨胀系数的测量系统，其特征在于，所述数据处理装置用于实时采集温度传感器和光栅位移传感器的数据，并且由温度传感器示数t和数显表示数x对应关系通过拟合得到金属棒的x-t拟合曲线，然后计算曲线的拟合斜率k，由斜率k代入金属棒膨胀系数计算的等效公式求得金属棒的线膨胀系数α，其中，l₀是金属棒的原始长度。