Способ определения температурного коэффициента линейного расширения твердых материалов

СОЮЗ СОВЯТСНИХсОциАлистичеснихРЕСППБЛИН цр 4 6 01 К 25/16 АНИЕ ИЗ РЕТЕНИЯСЮЧВЪВЪСТВ у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изоБРБтиниям и отнпытипмд и 1 ннт сссР(56) Солодухин А.В, Образцовый нивотемпературный кварцевый дипатометр.Измернтельная техника1975, Ф 2,с,69-71.Приборы для научных исследованй,1980, П 1. с.31-35,(54) СПОСОБ ОПРЕ 7%ЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСЙНРЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ(5) Изобретение относится к дилатометрии и предназначено для созданяновых средств измерения температурного коэффициента линейного расарв .ния (ТКЛР) твердых материалов. 2 аль 801449880 А 1 изобретения - повышение точности иуровена. процесса измерения ТКЛР образцов твердых материалов, Методоснован а сраввнии удлинений исследуемого образца и встроенной в3 Фбор мары ТКЛР в процессе нагреварагвстрацн вменения их температур. йовым в методе является использование конденсаторного датчика перемещения, регистррукзэего удлиненияобразца и меры, в качестве нуль-при"бора, причем равенство этих удлиненийобеспечивается неэависимви нагревомобразце н меры ТКЛР, ТКЛР образцаопределяется из измеренных величинизменений температур образца и мерыТКЛР с использованием известных линейных размеров и значения ТКЛР .35 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. 1 ООбразец 1 исследуемого матерна" ла и опорная стойка 2 установлены на платформе 3. На противоположном 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 на" гревателем 6 и термометром 7. Опор ная стойка 2 снабжена нагревателем 8и термометром 9.Способ осуществляется следующимобразом.Устройство приводят в тепловое равновесие при температуре, при которой необходимо определить ТКЛР об разца. После достижения стационарно" го.распределения температуры в дилатометре измеряют температуру То об разца 1 и температуру Т опорнойстойки 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 которыйвключена емкость конденсаторногодатчика перемещения. Эта частота однозначно связана с величиной регистрируемой емкости и может быть измерена с достаточной точностью. Затемобразец 1 нагревают при помощи нагревателя 6 до заданной величины при"ращения температуры Т,. При этомобкладка 4 перемещается относительноплатформы 3 из-за температурного удлинения образца. Одновременно регистрируют величйну емкости конденсатор"50ного датчика перемещения и нагреваютопорную стойку 2 при помощи нагрева"теля 8 так, чтобы за счет ее температурного удлинения и перемещения установленной на ней обкладки 5 зазормежду обкладками и соответствующая55ему емкость конденсатора оставалисьнеизменными. После достижения новоготемпературного равновесия измеряют температуру Т, образца 1 и температуру Тэ опорной стойки 2,Равенство значения емкости конденсаторного датчика перемещения, зарегистрированного при температурах образца Т и опорной стойки Тз, значению емкости, зарегистрированному при температурах образца Т, и опорной стойки Тэ, означает равенство удлинений образца 1 Ь Ьо и опорной стойки 26 Ь, В этом случае температурный коэффициент линейного расширения определяется по формуле:Ьзс =сЬТ Ь фгде Ы. - температурный коэффициентлинейного расширения эталонного материала, 1/К; ЬТ,ТО - соответственно приращениятемпературы опорной стойкии образца, К;Ь - соответственно начальнаядлина 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 ЬЬ = ЬЬ.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 0,1 мм достижимо разрешение по величине удлинения образца порядка (0,1-1)-ю10 м при погрешности температурных измерений, не превышающей 1 Е. 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 достаточ" но простому измерению частоты, аФ измерения линейных размеров заменяют"гз 1449880 ся измерениями температуры. Это ведет к значительному уменьшению габаритов измерительного устройства, а процесс измерения может быть автома 5 тизирован. формула изобретения ЬТэ Ео 1, =ОфЬ Т 1 ф Составитель В.МарченкоРедактор Н,Гунько Техред Л.Олийнык Корректор Г,Решетни Заказ 6960/43 Тират 847ВНИИПИ Государственного комитета и113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 линейно го расширения исследуемого образцаопределяют по формуле15 где о - температурный коэффициентлинейного расширения эталонного материала, 1/К;ЬТ,ЬТО - соответственна приращение.температуры опорной стойки20 и образца, К;Е; 1, - соответственно начальнаядлина опорной стойки и об"разца, м,