[发明专利]一种金属线膨胀系数的测量装置和系统

说明书

本发明公开了一种金属线膨胀系数的测量装置和系统，该测量装置包括：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，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；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轴向一端部，所述光栅尺移动端由第一弹簧和第一固定端抵接，用于测量其膨胀位移量；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，其中，待测量金属棒的轴向两端部设置有隔热件。本测量装置为线膨胀系数测量提供了一个新途径，且可以替代传统实验并用于实验教学。

技术领域

本发明涉及一种金属线膨胀系数的测量装置和金属线膨胀系数的测量系统。

背景技术

线膨胀系数是表征物质膨胀特性的重要参数，尤其对常温以上金属线膨胀系数的测量在实际工程测量中更具有重要意义。

测量微小变化量的方法常为光杠杆法和螺旋测微法。使用螺旋测微器，精度较低，对整体实验数据影响较大。

测量金属的线膨胀系数，常用的方法主要为光杠杆法，光杠杆法的实质为:将微小长度变化量经光杠杆装置转变为微小角度变化量，再经由尺度望远镜转变为刻度尺上较大的读数变化量，进而计算得到微小变化量。

利用光杠杆原理调节难度较大，光杠杆镜面与望远镜的光轴不能严格垂直，往往光杠杆平面镜与望远镜会存在一定的角度，造成望远镜中标尺读数有偏差，通过望远镜观测位移量放大倍数太大，会使结果受到影响，测量的量非常多，测量偏差较大，从而使实验测出的微小位移量的值不够准确。

因此，有必要提供一种测量准确且操作方便的金属线膨胀系数的测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属线膨胀系数的测量装置，以使金属线膨胀的测量准确且操作简便。

本发明的目的还在于提供一种金属线膨胀系数的测量系统，对金属线膨胀系数进行自动测量。

为此，本发明一方面提供了一种金属线膨胀系数的测量装置，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。

进一步地，上述金属线膨胀系数的测量装置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。

进一步地，上述金属线膨胀系数的测量装置还包括与所述光栅尺移动端抵接的压力可调的弹簧。

进一步地，上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。

进一步地，上述金属线膨胀系数的测量装置还包括直线滑轨、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。

进一步地，上述金属线膨胀系数的测量装置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。

根据本发明的另一方面，提供了一种金属线膨胀系数的测量系统，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上面所描述的金属线膨胀系数的测量装置。