[發明專利]一種金屬線膨脹系數的測量裝置

在審

• 申請號: 202110021947.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112763537A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 程琳;林杰;劉立瑞;吉芯慧;陳冠政;李小云
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

一種金屬線膨脹系數的測量裝置，包括計算機、PASCO科學工作站、導軌底盤、對稱設置在所述導軌底盤上的第一固定支架和第二固定支架，所述第一固定支架上設置有LVDT位移傳感器，所述第二固定支架上設置有金屬加熱器，所述金屬加熱器內置待加熱金屬桿所述金屬加熱器外側套設有溫度傳感器，所述LVDT位移傳感器與所述金屬加熱器位于同一水平線上，所述位移傳感器與所述金屬加熱器均與所述PASCO科學工作站相連，所述PASCO工作站與所述計算機相連，其中，所述計算機包括PASCO Capstone軟件。

技術領域

本發明涉及測量儀器領域，具體涉及一種金屬線膨脹系數的測量裝置。

背景技術

在相同條件下，不同材料線膨脹的程度各不相同，我們用線膨脹系數來表示材料的這種性質和差別。測定材料的線膨脹系數，實際上歸結為測量在某一溫度范圍內材料的微小伸長量。實驗表明，在一定溫度范圍內，原長度為L的固體受熱后，其相對伸長量ΔL/L正比與溫度的變化量，即：

αΔT＝ΔL/L (1)

式中，α稱為固體的線膨脹系數。不同材料具有不同的線膨脹系數，一般情況下，在溫度變化不大的范圍內，對于一種確定的固體材料，可認為線膨脹系數是一個具有確定值的常數。

對于桿狀或棒狀的固體材料由式(1)可知，在溫度變化ΔT時，測出材料長度變化的增量ΔL，則該材料在溫度變化區域內的線膨脹系數為

α＝(ΔL/ΔT)*K(2)

其中k＝1/L為常數。

由公式(2)知，線膨脹系數α的測量，其實是對金屬絲加熱測得金屬桿的伸長量ΔL和溫度的變化量ΔT的比值。

因此，金屬線膨脹系數難以測量，進而本發明提供一種測得金屬線膨脹系數的測量裝置。

發明內容

針對上述現有技術的現狀，本發明所要解決的技術問題在于提供一種金屬線膨脹系數的測量裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種金屬線膨脹系數的測量裝置，包括計算機、PASCO科學工作站、導軌底盤、對稱設置在所述導軌底盤上的第一固定支架和第二固定支架，所述第一固定支架上設置有LVDT位移傳感器，所述第二固定支架上設置有金屬加熱器，所述金屬加熱器外側套設有溫度傳感器，所述LVDT位移傳感器與所述金屬加熱器位于同一水平線上，所述位移傳感器與所述金屬加熱器均與所述PASCO科學工作站相連，所述PASCO科學工作站與所述計算機相連，其中，所述計算機包括PASCO Capstone軟件。

在一個實施方式中，所述LVDT位移傳感器包括探頭、LVDT位移傳感器外殼、橡膠套，其中，所述探頭設置在所述LVDT位移傳感器外殼一端，所述橡膠套套設在所述探頭的一端。

在一個實施方式中，所述金屬加熱器內置待加熱金屬桿。

在一個實施方式中，所述第一固定支架上設置有固定所述LVDT位移傳感器的傳感器固定旋鈕。

在一個實施方式中，所述第二固定支架上設置有固定所述金屬加熱器的加熱器固定旋鈕。

在一個實施方式中，所述第一固定支架和所述第二固定支架上均設置有將所述第一固定支架和所述第二固定支架固定在所述導軌底盤上的支架固定旋鈕。

在一個實施方式中，所述金屬加熱器的一端設置有金屬桿固定旋鈕。

與現有技術相比，本發明的有益效果是:

1、傳統實驗測量金屬線膨脹系數是用轉動傳感器，轉動傳感器檢測精度不高，還要進行二次計算才能測得金屬桿的伸長量，本發明采用LVDT位移傳感器精度高，誤差小，直接得到金屬桿伸長量，同時利用金屬加熱器對金屬桿加熱，相對傳統水蒸氣加熱，溫度可控性更高，操作更加簡便。