CN202141687U - 一种金属线胀系数的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种金属线胀系数的测量装置，它涉及一种测量装置，以解决现有金属线胀系数的测量方法存在占用场地大、望远镜调节费时、测量需两人合作才能完成，致使测量结果误差大的问题，铜框设置在线胀系数测试仪上的垫片的上端面上，支座设置在外筒的上端面上，传感器的一端穿过支座后与尾座连接，传感器的另一端设置在两个磁铁之间，两个磁铁固装在磁铁座中，调节杆的上端面与磁铁座的下端面接触，调节杆的下端面设置在基座的上端面上，霍尔电压测试仪通过导线与传感器连接，读数显微镜通过固定环固定在显微镜调节杆上，显微镜调节杆的下端面设置在基座的上端面上，铜框上与读数显微镜上的物镜正对的侧壁上刻有一条横线。本实用新型用于测量金属线胀系数。

Description

一种金属线胀系数的测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置。

背景技术

普通物理实验中较重要的力、热实验题目之一为金属线胀系数的测定，现有测量金属线胀系数的方法采用光杠杆法，该方法的基本原理是利用电热丝加热待测金属棒，采用温度计测量初态和终态温度，用望远镜和光杠杆测量金属棒由始末状态温差所引起的长度变化，从而得到金属棒的线胀系数；但是，该测量方法存在占用场地大、望远镜调节费时、待测量较多，需两人合作才能完成，致使测量结果误差较大等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有金属线胀系数的测量方法存在占用场地大、望远镜调节费时、测量需两人合作才能完成，致使测量结果误差较大的问题，提供一种金属线胀系数的测量装置。

本实用新型包括线胀系数测试仪、铜框、支座、尾座、传感器、磁铁座、磁铁座调节杆、基座、霍尔电压测试仪、读数显微镜、固定环、显微镜调节杆和两个磁铁，所述线胀系数测试仪由底座、外筒、加热管、垫片和温度计组成，所述外筒垂直设置在底座的上端面上，外筒上端面的中心处设有垫片槽，垫片槽的直径大于加热管的外径，加热管设置在外筒的内腔中，垫片设置在垫片槽中，温度计的一端设置在加热管的内腔中，温度计的另一端外露在外筒的外面，铜框设置在垫片的上端面上，支座设置在外筒的上端面上，传感器的一端穿过支座后与尾座连接，且尾座的底端面与铜框的上端面正对，传感器的另一端设置在两个磁铁之间，两个磁铁固装在磁铁座中，调节杆的上端面与磁铁座的下端面接触，调节杆的下端面设置在基座的上端面上，霍尔电压测试仪的输入端通过导线与传感器连接，读数显微镜通过固定环固定在显微镜调节杆上，显微镜调节杆的下端面设置在基座的上端面上，铜框上与读数显微镜上的物镜正对的侧壁上刻有一条横线。

本实用新型与已有技术相比具有以下有益效果：

1、利用本实用新型对金属棒进行线胀系数的测量，测量位移可以读到毫米(mm)的千分之一，对微位移量测量准确，测量结果误差较小。

2、本实用新型读数方便、操作过程简单，测量一人即可完成。

3、本实用新型占用场地小、无需望远镜调节、更省时。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构立体图，图2是线胀系数测试仪1的主剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括线胀系数测试仪1、铜框2、支座3、尾座4、传感器5、磁铁座6、磁铁座调节杆7、基座8、霍尔电压测试仪9、读数显微镜10、固定环11、显微镜调节杆12和两个磁铁13，线胀系数测试仪1由底座1-1、外筒1-2、加热管1-3、垫片1-4和温度计1-5组成，外筒1-2垂直设置在底座1-1的上端面上，外筒1-2上端面的中心处设有垫片槽1-2-1，垫片槽1-2-1的直径大于加热管1-3的外径，加热管1-3设置在外筒1-2的内腔中，垫片1-4设置在垫片槽1-2-1中，温度计1-5的一端设置在加热管1-3的内腔中(即测量时，温度计1-5的一端设置在被测金属棒14的内腔中)，温度计1-5的另一端外露在外筒1-2的外面，铜框2设置在垫片1-4的上端面上，支座3设置在外筒1-2的上端面上，传感器5的一端穿过支座3后与尾座4连接，且尾座4的底端面与铜框2的上端面正对，传感器5的另一端设置在两个磁铁13之间，两个磁铁13固装在磁铁座6中，调节杆7的上端面与磁铁座6的下端面接触，调节杆7的下端面设置在基座8的上端面上，两个磁铁13的高度可通过磁铁座调节杆7来调节，霍尔电压测试仪9的输入端通过导线与传感器5连接，读数显微镜10通过固定环11固定在显微镜调节杆12上，显微镜调节杆12的下端面设置在基座8的上端面上，读数显微镜10的高度可通过显微镜调节杆12来调节，铜框2上与读数显微镜10上的物镜10-1正对的侧壁上刻有一条横线。传感器5采用95A型集成霍尔位移传感器，该传感器具有体积小、灵敏度高、精度高、易操作等优点；因此，传感器5将难测量的力学量变为容易测量的电学量的转换，使得测量金属线胀系数操作更简单、省时，读数更方便、准确，测量结果更精确。霍尔电压测试仪9和读数显微镜10为市售产品。

本实用新型的测量过程：将被测金属棒14置于加热管1-3的内腔中，加热管1-3通过电热丝加热，使被测金属棒14温度升高，被测金属棒14加热后膨胀将铜框2顶起，当铜框2的上端面触碰尾座4的底端面时，传感器5通过杠杆的原理，位于两个磁铁13中传感器5的端部位置发生变化，通过霍尔电压测试仪9的电压示数读出对应的电压值；测量温度可从室温开始，每升高一定温度，通过转动读数显微镜10上的鼓轮10-2，在读数显微镜10上的目镜10-3中看到的十字刻线与铜框2上横线重合，从而读出横线的位置数值，同时，霍尔电压测试仪9上就有一个与之相应的电压值。对某一种金属在室温至100℃之间测出至少三组数据，利用最小二乘拟合给出电压值与位移量的线性拟合方程，线性方程的比例系数k对同一套设备为固定值。因此，利用该拟合线性方程由电压的改变量可算出任意待测金属管的微小的形变量，从而实现对任意金属的线胀系数测量。

Claims (1)

1.一种金属线胀系数的测量装置，所述装置包括线胀系数测试仪(1)、铜框(2)、支座(3)、尾座(4)、传感器(5)、磁铁座(6)、磁铁座调节杆(7)、基座(8)、霍尔电压测试仪(9)、读数显微镜(10)、固定环(11)、显微镜调节杆(12)和两个磁铁(13)，其特征在于：所述线胀系数测试仪(1)由底座(1-1)、外筒(1-2)、加热管(1-3)、垫片(1-4)和温度计(1-5)组成，所述外筒(1-2)垂直设置在底座(1-1)的上端面上，外筒(1-2)上端面的中心处设有垫片槽(1-2-1)，垫片槽(1-2-1)的直径大于加热管(1-3)的外径，加热管(1-3)设置在外筒(1-2)的内腔中，垫片(1-4)设置在垫片槽(1-2-1)中，温度计(1-5)的一端设置在加热管(1-3)的内腔中，温度计(1-5)的另一端外露在外筒(1-2)的外面，铜框(2)设置在垫片(1-4)的上端面上，支座(3)设置在外筒(1-2)的上端面上，传感器(5)的一端穿过支座(3)后与尾座(4)连接，且尾座(4)的底端面与铜框(2)的上端面正对，传感器(5)的另一端设置在两个磁铁(13)之间，两个磁铁(13)固装在磁铁座(6)中，调节杆(7)的上端面与磁铁座(6)的下端面接触，调节杆(7)的下端面设置在基座(8)的上端面上，霍尔电压测试仪(9)的输入端通过导线与传感器(5)连接，读数显微镜(10)通过固定环(11)固定在显微镜调节杆(12)上，显微镜调节杆(12)的下端面设置在基座(8)的上端面上，铜框(2)上与读数显微镜(10)上的物镜(10-1)正对的侧壁上刻有一条横线。

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