[发明专利]高效低碳线膨胀系数实验仪

说明书

技术领域

  本发明涉及一种实验仪器，尤其指一种高效低碳线膨胀系数实验仪。   

背景技术

金属线膨胀系数实验仪是高校的物理实验中对金属线胀系数进行测量的一种实验仪，它可对金属的热胀冷缩的特性可做出定量测量，并可对金属的线膨胀系数做精确测量计算。物质在一定温度范围内，原长为ι的物体受热后伸长量                                                与其温度的增加量近似成正比，与原长ι也成正比，即：=。式中α为固体的线膨胀系数，不同材料的线膨胀系数是不同的。2011年9月北京航空航天大学出版社出版的《大学基础物理实验》（书号为ISBN978-7-5124-0474-8,）一书的146-149页就公开了一种现有技术的金属线膨胀系数实验仪，其结构主是从铜套管外面用电热件加热铜套管，使得铜套管内部温度升高，铜套管内有防止被测金属杆（或称被测材料）弯曲的导向块，被测金属杆就穿过导向块置于铜套管内，且温度随着铜套管内的气温同步上升，被测金属杆就伸长，而铜套管一端顶在顶尖上不能动了，其另一端伸长量通过顶杆传递给机械千分表而读出。但是，这种加热方式有如下缺点：1.电加热采用的是外热式，电热转换的热能利用率太低，很大一部分热量散失了；2.铜套管较粗和长，管壁也很厚，使得升温速度慢，实验时等待时间长浪费了学生的时间；3.铜套管用了很多的贵重金属纯铜，不符合节能减排、低碳的时代要求，另外它的导向块不可更换，只能测量厂家给定的特定长度和直径的较细的金属条，无法测量较粗的金属或非金属材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种升温速度快、节电且节省铜材、可测量不同尺寸多种材料、安全可靠的高效低碳线膨胀系数实验仪。

为了达到上述目的，底座壳（1）内部有加热温度控制器（2）和风扇电源（18），加热温度控制器（2）的温度信号输入端与温度传感器（17）相连，加热温度控制器（2）的输出端与电热器（3）相连，温度传感器（17）以及向导块（15）都安装在机壳（5）内，机壳（5）通过支脚（16）固定在底座壳（1）上，待测件（7）穿过导向块（15）上的孔（20）置于机壳（5）内，机壳（5）的两端分别有左端盖（14）和右端盖（8），顶丝（13）通过丝扣固定在左端盖（14）上并与待测件（7）的左端相接触，顶杆（11）穿过右端盖（8）与待测件（7）的右端相接触，顶杆（11）的右端与千分表（10）的触头相接触，千分表（10）与支架（9）用螺丝（12）相互固定，支架（9）固定在底座壳（1）上面，电热器（3）安装在机壳（5）内，机壳（5）是由非金属材料制造的，机壳（5）的外面带有保温层（6）。

为了使机壳（5）内更快速升温和达到热平衡，在机壳（5）内安装有风扇（4），风扇（4）与风扇电源（18）相连。为了节省铜材、减轻重量、提高电热转换效率，机壳（5）由耐高温塑料构成。

为了便于测量不同材料、不同形状的待测件（7），向导块（15）与立柱（19）用螺丝（21）紧固在一起，立柱（19）与机壳（5）为一体的，向导块（15）有不同尺寸的可更换。

为了保护不因过热而损坏机壳（5）等部件，电热器（3）与温度自动开关（K）串联，温度自动开关（K）安装在机壳（5）内。

由于本发明把电热器（3）安装在机壳（5）内，并且机壳（5）是由非金属材料制造的，机壳（5）的外面带有保温层（6），使得机壳（5）内的升温速度显著提高，节省了学生实验等待的时间，也节省了电能，在时间和用电上都提高了效率，且省去了很多贵重的铜材，一举多得，很符合当今节能减排、低碳的时代要求。向导块（15）与立柱（19）用螺丝（21）紧固在一起，可更换不同尺寸的向导块（15），使得本发明可测量多种尺寸和材料的待测件（7），不局限于一种尺寸，也可测量非金属。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

图2是本发明的向导块结构和安装图。

具体实施方式