專利名稱：一種金屬線脹系數(shù)的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
普通物理實(shí)驗(yàn)中較重要的力、熱實(shí)驗(yàn)題目之一為金屬線脹系數(shù)的測(cè)定，現(xiàn)有測(cè)量金屬線脹系數(shù)的方法采用光杠桿法，該方法的基本原理是利用電熱絲加熱待測(cè)金屬棒，采用溫度計(jì)測(cè)量初態(tài)和終態(tài)溫度，用望遠(yuǎn)鏡和光杠桿測(cè)量金屬棒由始末狀態(tài)溫差所引起的長(zhǎng)度變化，從而得到金屬棒的線脹系數(shù)；但是，該測(cè)量方法存在占用場(chǎng)地大、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)費(fèi)時(shí)、 待測(cè)量較多，需兩人合作才能完成，致使測(cè)量結(jié)果誤差較大等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有金屬線脹系數(shù)的測(cè)量方法存在占用場(chǎng)地大、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)費(fèi)時(shí)、測(cè)量需兩人合作才能完成，致使測(cè)量結(jié)果誤差較大的問(wèn)題，提供一種金屬線脹系數(shù)的測(cè)量裝置。本實(shí)用新型包括線脹系數(shù)測(cè)試儀、銅框、支座、尾座、傳感器、磁鐵座、磁鐵座調(diào)節(jié)桿、基座、霍爾電壓測(cè)試儀、讀數(shù)顯微鏡、固定環(huán)、顯微鏡調(diào)節(jié)桿和兩個(gè)磁鐵，所述線脹系數(shù)測(cè)試儀由底座、外筒、加熱管、墊片和溫度計(jì)組成，所述外筒垂直設(shè)置在底座的上端面上，外筒上端面的中心處設(shè)有墊片槽，墊片槽的直徑大于加熱管的外徑，加熱管設(shè)置在外筒的內(nèi)腔中，墊片設(shè)置在墊片槽中，溫度計(jì)的一端設(shè)置在加熱管的內(nèi)腔中，溫度計(jì)的另一端外露在外筒的外面，銅框設(shè)置在墊片的上端面上，支座設(shè)置在外筒的上端面上，傳感器的一端穿過(guò)支座后與尾座連接，且尾座的底端面與銅框的上端面正對(duì)，傳感器的另一端設(shè)置在兩個(gè)磁鐵之間，兩個(gè)磁鐵固裝在磁鐵座中，調(diào)節(jié)桿的上端面與磁鐵座的下端面接觸，調(diào)節(jié)桿的下端面設(shè)置在基座的上端面上，霍爾電壓測(cè)試儀的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與傳感器連接，讀數(shù)顯微鏡通過(guò)固定環(huán)固定在顯微鏡調(diào)節(jié)桿上，顯微鏡調(diào)節(jié)桿的下端面設(shè)置在基座的上端面上，銅框上與讀數(shù)顯微鏡上的物鏡正對(duì)的側(cè)壁上刻有一條橫線。本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比具有以下有益效果1、利用本實(shí)用新型對(duì)金屬棒進(jìn)行線脹系數(shù)的測(cè)量，測(cè)量位移可以讀到毫米(mm) 的千分之一，對(duì)微位移量測(cè)量準(zhǔn)確，測(cè)量結(jié)果誤差較小。2、本實(shí)用新型讀數(shù)方便、操作過(guò)程簡(jiǎn)單，測(cè)量一人即可完成。3、本實(shí)用新型占用場(chǎng)地小、無(wú)需望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)、更省時(shí)。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)立體圖，圖2是線脹系數(shù)測(cè)試儀1的主剖視圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括線脹系數(shù)測(cè)試儀1、銅框2、支座3、尾座4、傳感器5、磁鐵座6、磁鐵座調(diào)節(jié)桿7、基座8、霍爾電壓測(cè)試儀9、 讀數(shù)顯微鏡10、固定環(huán)11、顯微鏡調(diào)節(jié)桿12和兩個(gè)磁鐵13，線脹系數(shù)測(cè)試儀1由底座1-1、 外筒1-2、加熱管1-3、墊片1-4和溫度計(jì)1-5組成，外筒1-2垂直設(shè)置在底座1_1的上端面上，外筒1-2上端面的中心處設(shè)有墊片槽1-2-1，墊片槽1-2-1的直徑大于加熱管1-3的外徑，加熱管1-3設(shè)置在外筒1-2的內(nèi)腔中，墊片1-4設(shè)置在墊片槽1-2-1中，溫度計(jì)1-5的一端設(shè)置在加熱管1-3的內(nèi)腔中(即測(cè)量時(shí)，溫度計(jì)1-5的一端設(shè)置在被測(cè)金屬棒14的內(nèi)腔中)，溫度計(jì)1-5的另一端外露在外筒1-2的外面，銅框2設(shè)置在墊片1-4的上端面上，支座3設(shè)置在外筒1-2的上端面上，傳感器5的一端穿過(guò)支座3后與尾座4連接，且尾座4的底端面與銅框2的上端面正對(duì)，傳感器5的另一端設(shè)置在兩個(gè)磁鐵13之間，兩個(gè)磁鐵13固裝在磁鐵座6中，調(diào)節(jié)桿7的上端面與磁鐵座6的下端面接觸，調(diào)節(jié)桿7的下端面設(shè)置在基座8的上端面上，兩個(gè)磁鐵13的高度可通過(guò)磁鐵座調(diào)節(jié)桿7來(lái)調(diào)節(jié)，霍爾電壓測(cè)試儀9的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與傳感器5連接，讀數(shù)顯微鏡10通過(guò)固定環(huán)11固定在顯微鏡調(diào)節(jié)桿12上， 顯微鏡調(diào)節(jié)桿12的下端面設(shè)置在基座8的上端面上，讀數(shù)顯微鏡10的高度可通過(guò)顯微鏡調(diào)節(jié)桿12來(lái)調(diào)節(jié)，銅框2上與讀數(shù)顯微鏡10上的物鏡10-1正對(duì)的側(cè)壁上刻有一條橫線。 傳感器5采用95A型集成霍爾位移傳感器，該傳感器具有體積小、靈敏度高、精度高、易操作等優(yōu)點(diǎn)；因此，傳感器5將難測(cè)量的力學(xué)量變?yōu)槿菀诇y(cè)量的電學(xué)量的轉(zhuǎn)換，使得測(cè)量金屬線脹系數(shù)操作更簡(jiǎn)單、省時(shí)，讀數(shù)更方便、準(zhǔn)確，測(cè)量結(jié)果更精確?；魻栯妷簻y(cè)試儀9和讀數(shù)顯微鏡10為市售產(chǎn)品。 本實(shí)用新型的測(cè)量過(guò)程將被測(cè)金屬棒14置于加熱管1-3的內(nèi)腔中，加熱管1-3 通過(guò)電熱絲加熱，使被測(cè)金屬棒14溫度升高，被測(cè)金屬棒14加熱后膨脹將銅框2頂起，當(dāng)銅框2的上端面觸碰尾座4的底端面時(shí)，傳感器5通過(guò)杠桿的原理，位于兩個(gè)磁鐵13中傳感器5的端部位置發(fā)生變化，通過(guò)霍爾電壓測(cè)試儀9的電壓示數(shù)讀出對(duì)應(yīng)的電壓值；測(cè)量溫度可從室溫開(kāi)始，每升高一定溫度，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡10上的鼓輪10-2，在讀數(shù)顯微鏡 10上的目鏡10-3中看到的十字刻線與銅框2上橫線重合，從而讀出橫線的位置數(shù)值，同時(shí)， 霍爾電壓測(cè)試儀9上就有一個(gè)與之相應(yīng)的電壓值。對(duì)某一種金屬在室溫至100°C之間測(cè)出至少三組數(shù)據(jù)，利用最小二乘擬合給出電壓值與位移量的線性擬合方程，線性方程的比例系數(shù)k對(duì)同一套設(shè)備為固定值。因此，利用該擬合線性方程由電壓的改變量可算出任意待測(cè)金屬管的微小的形變量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)任意金屬的線脹系數(shù)測(cè)量。
權(quán)利要求1. 一種金屬線脹系數(shù)的測(cè)量裝置，所述裝置包括線脹系數(shù)測(cè)試儀(1)、銅框O)、支座 (3)、尾座(4)、傳感器(5)、磁鐵座(6)、磁鐵座調(diào)節(jié)桿(7)、基座(8)、霍爾電壓測(cè)試儀(9)、 讀數(shù)顯微鏡(10)、固定環(huán)(11)、顯微鏡調(diào)節(jié)桿(1 和兩個(gè)磁鐵(13)，其特征在于所述線脹系數(shù)測(cè)試儀(1)由底座(1-1)、外筒(1-2)、加熱管(1-3)、墊片(1-4)和溫度計(jì)(1-5)組成，所述外筒(1- 垂直設(shè)置在底座(1-1)的上端面上，外筒(1- 上端面的中心處設(shè)有墊片槽(1-2-1)，墊片槽(1-2-1)的直徑大于加熱管(1-3)的外徑，加熱管(1-3)設(shè)置在外筒(1-2)的內(nèi)腔中，墊片(1-4)設(shè)置在墊片槽(1-2-1)中，溫度計(jì)(1-5)的一端設(shè)置在加熱管(1-3)的內(nèi)腔中，溫度計(jì)(1-5)的另一端外露在外筒(1-2)的外面，銅框(2)設(shè)置在墊片(1-4)的上端面上，支座C3)設(shè)置在外筒(1- 的上端面上，傳感器(5)的一端穿過(guò)支座 ⑶后與尾座⑷連接，且尾座⑷的底端面與銅框(2)的上端面正對(duì)，傳感器(5)的另一端設(shè)置在兩個(gè)磁鐵(1 之間，兩個(gè)磁鐵(1 固裝在磁鐵座(6)中，調(diào)節(jié)桿(7)的上端面與磁鐵座(6)的下端面接觸，調(diào)節(jié)桿(7)的下端面設(shè)置在基座(8)的上端面上，霍爾電壓測(cè)試儀(9)的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與傳感器( 連接，讀數(shù)顯微鏡(10)通過(guò)固定環(huán)(11)固定在顯微鏡調(diào)節(jié)桿(1 上，顯微鏡調(diào)節(jié)桿(1 的下端面設(shè)置在基座(8)的上端面上，銅框(2)上與讀數(shù)顯微鏡(10)上的物鏡(10-1)正對(duì)的側(cè)壁上刻有一條橫線。
專利摘要一種金屬線脹系數(shù)的測(cè)量裝置，它涉及一種測(cè)量裝置，以解決現(xiàn)有金屬線脹系數(shù)的測(cè)量方法存在占用場(chǎng)地大、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)費(fèi)時(shí)、測(cè)量需兩人合作才能完成，致使測(cè)量結(jié)果誤差大的問(wèn)題，銅框設(shè)置在線脹系數(shù)測(cè)試儀上的墊片的上端面上，支座設(shè)置在外筒的上端面上，傳感器的一端穿過(guò)支座后與尾座連接，傳感器的另一端設(shè)置在兩個(gè)磁鐵之間，兩個(gè)磁鐵固裝在磁鐵座中，調(diào)節(jié)桿的上端面與磁鐵座的下端面接觸，調(diào)節(jié)桿的下端面設(shè)置在基座的上端面上，霍爾電壓測(cè)試儀通過(guò)導(dǎo)線與傳感器連接，讀數(shù)顯微鏡通過(guò)固定環(huán)固定在顯微鏡調(diào)節(jié)桿上，顯微鏡調(diào)節(jié)桿的下端面設(shè)置在基座的上端面上，銅框上與讀數(shù)顯微鏡上的物鏡正對(duì)的側(cè)壁上刻有一條橫線。本實(shí)用新型用于測(cè)量金屬線脹系數(shù)。
文檔編號(hào)G01N25/16GK202141687SQ20112025148
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者宋國(guó)利, 尹少英, 楊幼桐 申請(qǐng)人:哈爾濱學(xué)院