[实用新型]基于读数显微镜的金属线胀系数实验测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属线胀系数的测量装置，具体涉及一种基于读数显微镜的金属线胀系数实验测量装置。

背景技术

金属材料的线胀系数是机械、桥梁、电力、建筑等在工程设计、制造、装配等过程中必须掌握的基本参数，也是大学的普通物理实验中较重要的力、热实验题目之一。现有测量金属线胀系数的实验方法通常采用光杠杆法，该方法的基本原理是利用电热丝加热待测金属管，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管由温度变化所引起的长度变化，从而得到金属管的线胀系数；该测量方法存在占用场地大、望远镜和光杠杆调节费时、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、望远镜和光杠杆调节费时、测量需两人合作才能完成，致使测量结果误差较大的问题，提供一种基于读数显微镜的金属线胀系数实验测量装置。

本实用新型包括金属线胀系数测试仪、铜框、温度计、升降调节座、读数显微镜和固定板，金属线胀系数测试仪由底座、外筒、加热管和垫片组成，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，读数显微镜通过固定环固定在升降调节座上，读数显微镜的高度可通过升降调节座来调节，升降调节座固装在固定板上，固定板与金属线胀系数测试仪的外壁固定连接，铜框设置在待测金属管的上端面上，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线胀系数实现了非接触式测量，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、无需望远镜和光杠杆调节、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，本实施方式包括金属线胀系数测试仪1、铜框2、温度计3、升降调节座4、读数显微镜6和固定板8，金属线胀系数测试仪1由底座1-1、外筒1-2、加热管1-3和垫片1-4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3的一端设置在加热管1-3的内腔中(即测量时，温度计3的该端设置在被测金属管7的内腔中)，温度计3的另一端外露在外筒1-2的外面，读数显微镜6由物镜6-1、固定环5、鼓轮6-2、目镜6-3组成，读数显微镜6通过固定环5固定在升降调节座4上，读数显微镜6的高度可通过升降调节座4来调节，升降调节座4固装在固定板8上，固定板8与金属线胀系数测试仪1的外壁固定连接，铜框2设置在待测金属管7的上端面上，铜框2上与读数显微镜6上的物镜6-1正对的侧壁上刻有一条横线。读数显微镜6为市售产品。

本实用新型的测量过程：将待测金属管7置于加热管1-3的内腔中，温度计3的一端设置在待测金属管7的内腔中，温度计3的另一端外露在外筒1-2的外面，便于读温度，铜框2设置在待测金属管7的上端面上，然后通过升降调节座4来调节读数显微镜6的高度，前后移动读数显微镜6来调节焦距，并转动鼓轮6-2，使在目镜6-3中看到的十字刻线与铜框2上的横线重合，读出横线的位置数值，即为铜框2在室温下的位置读数，并记录下温度计3的读数；加热管1-3通过电热丝加热，使待测金属管7温度升高，待测金属管7加热后膨胀将铜框2顶起，然后转动读数显微镜6上的鼓轮6-2，在读数显微镜6上的目镜6-3中看到的十字刻线与铜框2上横线再次重合，读出横线的位置数值，即为铜框2在该温度下的位置读数，并记录下此时温度计3的读数；通过铜框2在加热前后位置的变化，得出待测金属管7在加热前后的伸长量；从而得到某一温度变化下对应的待测金属管的伸长量，再根据金属线胀系数的理论公式可得到待测金属管的线胀系数。