[实用新型]新型激光金属线胀系数测定仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型激光金属线胀系数测定仪，属于物理实验仪器技术领域。

背景技术

现有的金属线胀系数测定仪利用光杠杆原理，将金属管的微小伸长量放大，通过置于远处的望远镜观察平面镜中标尺虚像的移动，经过计算得到金属管的实际长度增加量。由于望远镜和金属线胀系数测定仪之间形成的光杠杆长臂较长且望远镜的视野范围又很小，因此要观察到平面镜中标尺的像，实验者要在望远镜和线胀系数测定仪之间来回跑动调节，通常要花费大量的时间。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种激光金属线胀系数测定仪，能得到较大的光杠杆长臂，能降低机械机构的复杂性，并且测量方便。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种激光金属线胀系数测定仪，它包括金属管、电热丝、散热罩、激光光杠杆、米尺、卡尺、温度计、工作平台和标尺。该装置的特征在于：所述的激光光杠杆包括一个线状激光发生器和一个平面镜，平面镜的两端分别固定有两前足尖和后足尖，前面的两足尖放在线膨胀仪盖板的凹槽内，后足尖置于金属管端。标尺远离工作平台与线状激光发生器垂直。

本实用新型的原理是：采用一线状激光发生器作为光源，不需要望远镜就能直接在仪器上读数，调节激光器出射激光的方向与工作平台平行，射出的激光打在平面镜上再反射到远处的标尺上。这样，装置中的光杠杆臂长度没有减少，但测量读数更方便，精度更高。当待测金属管受热膨胀伸长时，通过光杠杆带动平面镜发生一定角度的偏转，此时激光器发出的光经反射落在标尺上光点将下移，分别记录光点移动前后的刻度，从而计算得到金属管此时的微小伸长量，由进一步的计算得到金属管的线胀系数。

本实用新型的有益效果是：省去了望远镜，结构简单，生产成本低。可通过直观测量金属管伸长前后激光光点的距离测定金属管的伸长量，有利于简化实验操作步骤，且能得到较大的光杠杆长臂，测量方便、准确。

附图说明

附图1是本实用新型的侧视图。

附图2是金属线胀系数测定仪的外观图。

附图3是本实用新型的测量原理图。

具体实施方式

请参照图1、图2、图3所示，图1是本实用新型的侧视图；图2是金属线胀系数测定仪的外观图；图3是本实用新型的测量原理图。所述的一种激光金属线胀系数测定仪(1)，它包括线胀系数测定仪主体(2)、温度计(3)、电热丝(4)、金属管(5)、散热罩(6)、激光光杠杆(7)、平面镜(8)、激光器(9)、标尺(10)和工作平台(11)。该装置的特征在于：所述的散热罩(6)置于金属管(5)中包裹着电热丝(4)给电热丝(4)降温，所述的激光光杠杆(7)包括一个平面镜(8)和一个激光器(9)，平面镜(8)的两端分别固定有前足尖和后足尖，前面的两足尖放在线膨胀仪盖板的凹槽内，后足尖置于金属管(5)端。标尺(10)远离工作平台(11)与激光器(9)垂直。

测量原理与方法如下：将线胀系数测定仪主体(2)和标尺(10)、激光器(9)分开放置，距离在1.5m左右，且标尺(10)与激光器(9)垂直。打开激光器(9)电源，激光器(9)发出一条水平细光线，打在光杠杆平面镜(8)上，经反射打在图3所示标尺(10)的某个位置A。线胀系数测定仪内置待测金属管(5)，外包以电热丝(4)，通电后电热丝(4)对金属管(5)加热，金属管(5)即膨胀伸长。光杠杆平面镜(8)后足尖脚置于金属管(5)端，另两前足尖脚置于线膨胀仪盖板的凹槽内，加热后金属管(4)伸长ΔL，平面镜(8)将下转过θ角度。激光器(9)发出的细光线经过反射会打在标尺(10)的另一位置B处，记录图3所示激光光点在标尺(10)上AB两点间移动的距离N。假设D为光杠杆平面镜(8)到标尺(10)的距离，b为光杠杆后足尖到前足尖的垂直距离，则有图3所示光路图可得

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