[实用新型]一种金属线胀系数测定实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验仪，具体涉及一种测定金属线胀系数的实验仪。

技术背景

当物体温度的升高或降低，物体内部分子热运动将加剧或者减弱，使物质分子平均间距变大或者变小，表现出物体的热胀冷缩的特性。热膨胀虽然不很大，但却可以产生很大的应力。所以，在工程设计、机械制造、材料加工等过程中都必须对物质的膨胀特性予以充分考虑。一般最关心的是轴向尺寸即长度的变化，通常叫物体的线胀系数。在物理实验中，一般采用机械千分表或者普通光杠杆对微小长度变化进行测量。前一种方法的缺点在于：更换待测样品时非常麻烦，且误差较大；后一种方法的缺点在于物理现象不直观，且仪器调节很麻烦。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种金属线胀系数测定实验装置，能对各种材料的金属棒样品的线胀系数系数进行测量，为研究金属线胀系数提供实验工具。

本实用新型的技术方案如下：

金属线胀系数测定实验装置，包括主机、温度控制器、光杠杆系统几个部件组成。

所述的主机由支座、隔热套、导热管、加热器、温度传感器和平台组成，导热管外装加热器，再共同装在隔热套内形成一个整体，该整体固定在支座上，导热管上还设置有温度传感器，导热管内装待测金属样品棒，在支座上支撑有一平台。

所述的光杠杆系统由支架、射灯、光杠杆和球面镜组成，光杠杆的后脚尖放在待测金属样品棒的上顶端，前脚尖放在平台上，球面镜固定于光杠杆的前脚尖的正上方，射灯和标尺安装在支架上，与球面镜相对，其位置应满足射灯发出的光线经球面镜反射后在标尺的零刻度处成清晰的“十”字像。

所述温度控制器分别通过控制线与加热器、温度传感器和射灯连接。

本实用新型有如下优点：能精确设定和控制待测金属样品的温度，并对各种金属样品的线胀系数进行测定，结构简单、紧凑，物理现象直观，操作简单，且成本低。

附图说明

图1是实用新型的结构示意图。

图2是实用新型的射灯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

本装置的结构参见图1，它包括有主机、温度控制器1和光杠杆系统几个部件。

主机由支座8、隔热套9、导热管10、加热器4、温度传感器2、平台11组成。加热器4装在导热管10外，导热管10上设置有温度传感器2，它们共同装在隔热套9内形成一个整体，该整体固定在支座8上，导热管10内用于装待测金属样品棒3。另外，在支座8上通过一个支撑杆支撑起一个平台11，该平台11的高度应与待测金属样品棒3的上端面水平。支座8下面有调节螺钉，用以调节支架底座的水平，支座上表面有显示底座是否水平的水泡。

光杠杆系统由支架14、射灯12、光杠杆6、曲率半径很大的球面镜7、标尺13组成。光杠杆6的后脚尖放在待测金属样品棒3的上顶端，前脚尖放在平台11上，球面镜7固定于光杠杆6的前脚尖的正上方，射灯12和标尺13安装在支架14上，与球面镜7相对，其位置应满足射灯发出的光线经球面镜7反射后在标尺13的零刻度处成清晰的“十”字像。射灯12的结构见图2，2-1为刻有“十”字分划板的透明玻璃，2-2为射灯外壳，2-3为凸透镜，2-4为灯泡，2-5为焦距调节螺丝。

温度控制器1分别通过控制线5与加热器4、温度传感器2和射灯12连接。

参见图1，工作时，先打开温度控制器1的电源预热；调节支座8的下面的调节螺丝，使支座8底座水平。温度控制器1分别通过控制线5与加热器4、射灯12和温度传感器2连接。光杠杆6的后脚尖放在待测金属样品棒3的上顶端，前脚尖放在平台11上。调节光杠杆6上的球面镜7，使球面镜7的光轴水平。调节射灯12高低和与光杠杆6的距离，使射灯发出的光线经球面镜反射后在标尺13的零刻度处成清晰的“十”字像。记录待测金属样品棒3的初始温度。在温度控制器1上按每次递增相同温度预设待测金属样晶棒3的温度，对待测金属样品棒3进行加热，当温度控制器1上显示的待测样品温度稳定后，记录温度值和“十”字像在标尺13上的读数；用逐差法计算温度每升高1℃“十”字像在标尺13上移动的距离；测量光杠杆6的长度和射灯12到球面镜7的距离，用光杠杆的原理计算待测金属样品棒3的线胀系数。