Способ определения температурного коэффициента линейного расширения твердых материалов

 

Изобретение относится к дилатометрии и предназначено для соэдаяия новых средств измерения температурного коэффициента линейного расширёт ния (ТКЛР) твердых материалов, Ц/ил изобретения - повьппение точности и упроцвяие. процесса измерения ТКЛР образцов твердых материалов. Метод основам «а срАвяании удлинений исслвдуююго образца и встроенной в прибор меры ТКЛР в процессе нагрева ирегистрации иэмеяения их температур . Новым в методе является использование яоидеисаторного датчика перемещения , регистрируюцего удлинения образца и меры, в качестве нуль-прибора , причем равенство этих удлинений обеспечивается независимым нагревом образца и меры ТКЛР. ТКЛР образца определяется из измеренных величин изменений температур образца и меры ТКЛР с использованием известных ливейпдс размеров и значения ТКЛР ,астровниой меры. 1 ил. СО с

СОЮЗ СОВЯТСНИХ сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИК цр 4 G 01 К 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автонсн мм сеиЗВТвъстам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРБтиниям и Отн ытиям дРИ гннт сссР (21 ) 4285582/24-25 (22) 17.07.87 (46) 07.01.89. Бвл. В 1 (?2) В.К.Ярунцев . (53) 536.6 (088.8)

:(56) Солодухин А.В. Образцовый н»э»о температурный кварцевый дипатометр.Измернтельная техника ° 1975, Р 2, с.69-71.

Приборы для научных нсслвдованнй, 1980, В 1. с.31-35, (54) СПОСОБ OllPEPEËÅÍÈß ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСЙНРЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕ РИАЙОВ (57) Изобретение относится к дилатометрии и предназначено для создан»я новых средств измерения температурного коэффициента линейного раса»ре ния (ТКЛР) твердых материалов. И аль

„SU„„1449880 A 1 изобретения - повышение точности и унроценне- процесса измерения ТКЛР образцов твердых материалов. Метод основан «а срав»внии удлинений исследуемого образца и встроенной в

Ю»бор мары T3UlP в процессе нагрева

» рай»страц»» »вменения их температур. йовым в методе является использование конденсаторного датчика перемещения, регистр»рукззего удлинения образца и меры, в качестве нуль-прибора, причем равенство зтих удлинений обеспечивается независимви нагревом образца н меры ТКЛР, ТКЛР образца определяется из измеренных величин изменений температур образца и меры

ТКЛР с использованием известных линейных размеров и значения ТКЛР,»строенной меры. 1 ил.

1449880

Изобретение относится к дилатомет рии, в частности к определению температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) твердых материалов и его зависимости от температуры.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение способа.

На чертеже приведена схема устройства, реализующая способ. 10

Образец 1 исследуемого материала и опорная стойка 2 установлены на платформе 3. На противопо\ ложном относительно платформы 3 торце образца 1 установлена плоская 15 дисковая обкладка 4 конденсаторного датчика перемещения, вторая обкладка

5 которого укреплена на торце опорной стойки 2. Образец 1 снабжен на1 гревателем 6 и термометром 7. Опор- 20

1 ная стойка 2 снабжена нагревателем 8 и термометром 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Устройство приводят в тепловое равновесие при температуре, при которой необходимо определить ТКЛР обо разца. После достижения стационарного.распределения температуры в дилатометре измеряют температуру То образца 1 и температуру Т» опорной стойки 2. После этого регистрируют величину электрической емкости конденсаторного датчика перемещения.

Для этого в качестве измеряемой величины может быть использована, например, частота электрических колеба-ний колебательного контура, в который включена емкость конденсаторного датчика перемещения. Эта частота од- 40 нозначно связана с величиной регистрируемой емкости и может быть измерена с достаточной точностью. Затем образец 1 нагревают при помощи нагревателя 6 до заданной величины при- 45 ращения температуры Т,. При этом обкладка 4 перемещается относительно платформы 3 из-за температурного удлинения образца. Одновременно регистрируют величйну емкости конденсатор"

50 ного датчика перемещения и нагревают опорную стойку 2 при помощи нагревателя 8 так, чтобы за счет ее температурного удлинения и перемещения установленной на ней обкладки 5 зазор между обкладками и соответствующая

55 ему емкость конденсатора оставались неизменными. После достижения нового температурного равновесия измеряют температуру Т, образца 1 и температуI ру Т> опорной стойки 2, Равенство значения емкости конденсаторного датчика перемещения, зарегистрированного при температурах образца Т и опорной стойки Т», значению емкости, зарегистрированному при температурах образца Т, и опорной стойки Т», означает равенство удлинений образца 1 h Lо и опорной стойки

23Lо, В этом случае температурный коэффициент линейного расширения определяется по формуле:

ЬТ К, с =с

ЬТо 1 о где о — температурный коэффициент линейного расширения эталонного материала, 1/К; дТ, То — соответственно приращения температуры опорной стойки и образца, К;

Ьо — соответственно начальная длина опорной стойки и образца, м.

Расчетная формула содержит измеряемые значения температур, линейных размеров и значение ТКЛР материала опорной стойки, определяемой по заранее известной зависимости от температуры. Следовательно, погрешность определения велйчины ТКЛР образца зависит только от точности значений входящих в правую часть выражения, и от точности выполнения соотношения b,Ь = hL»Реализация способа в диапазоне температур 4,2 — 300 К позволяет установить, что при диаметре обкладок конденсатора, равном 12 мм, и начальном зазоре между ними порядка 0,1мм достижимо разрешение по величине удлинения образца порядка (0,1-1)»

-го

«10 м при погрешности температурных измерений, не превышающей 1Х. Это позволяет определять с высокой точ" ностью ТКЛР материалов, имеющих малое температурное удлинение, что является существенным преимуществом способа при йспользовании в криогенной области температур, Использование предлагаемого способа определения ТКЛР твердых материалов позволяет упростить процесс измерений, поскольку регистрация емкости конденсаторного датчика перемещения может быть сведена к достаточно простому измерению частоты, а измерения линейных размеров заменяютз 1449880 ся измерениями температуры. Это ведет к значительному уменьшению ra6aритов измерительного устройства, а процесс измерения может быть автома5 тизирован.

Формула изобретения

hT> L

oL = о о э ЬТ Lo

Составитель В.Марченко

Редактор Н .Гунько Техред П.Олийнык Корректор Г.Решетник

Заказ 6960/43 Тирал. 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ определения температурного коэффициента линейного расширения твердых материалов, включающий измерение приращения температуры исследуемого образца и его удлинения путем регистрации электрической емкости конденсаторного датчика перемещений,,обкладки которого размещены на опор ной стойке и исследуемом образце, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, в качестве материала опорной стойки используют эталонный материал с известным температурным коэффициентом линейного расширения, в процессе нагрева образца опорную стойку нагревают дополнительным источником тепла так, чтобы показание конденсаторного датчика перемещений сохранялось неизменным, измеряют при. ращение температуры опорной стойки, а температурный коэффициент линейно10 го расширения исследуемого образца определяют по формуле I

15 где о э — температурный коэффициент линейного расширения эталон. ного материала, 1/К;

hTэ,дТΠ— соответственна приращение. температуры опорной стойки

20 и образца, К;

L; I — соответственно начальная длина опорной стойки и об" разца, м.