熱膨脹儀工作原理

一、概 述

本儀器采用計算機技術，智能儀表（單片機）技術對物理量位移、溫度進行實驗全過程的檢測與控制，并可以實現脫機運行，聯機實現自動測試。運行于中文(英文)Windows 10/xp環境，具有友好的中（英）文用戶操作界面；脫機狀態由智能儀表檢測，手動測試。該儀器主要用于測定陶瓷、金屬、合金、石墨、耐火材料、精鑄用型殼及型芯材料以及其它固體材料的熱膨脹系數。用于金屬材料可測試材料的相變曲線。具有全自動、易于測試、易操作、實驗數據分析、數據打印輸出、實驗數據存檔、數據庫豐富、易修改檢索等特點；為工廠、科研院所檢測材料制品的物理性能和科研教學提供了現代化的測試手段。

二、主要技術參數

1、爐溫范圍：室溫—1000℃。

2、升溫速度，1～5℃/min可調，實驗過程控制參數，含PID參數以及通迅方式。

⑴由智能儀表PU70實現全過程任意需要調節、設置、鎖定。操作見PU70說明書。

⑵由上位機（計算機）實現界面調試任意需要位置（在線方式），并可實現在線修改。

3、電源電壓：220V±10﹪，50HZ

4、爐子最大功耗≤2KW；

5、膨脹值測量范圍與誤差：±2500μm±0.1%

6、控溫精度：±1℃ 溫度記錄值誤差≤±0.5﹪

7、測量膨脹值分辨率：1μm

8、樣品直徑：6-10 mm；樣品長度：最大 25-50 mm；

9、樣品狀態：固體，

10、計算機自動計算膨脹系數；

11、操作環境：WINDOWS（10/7/xp）

三、儀器的組成及原理

1、系統組成：加載傳感器裝置、爐膛、小車、基座、控制系統（智能儀表+計算機）五部份組成。 

2、組成原理圖：

3、原理介紹：

電爐升溫后爐膛內的試樣發生膨脹，頂在試樣端部的測試桿產生與之等量的膨脹量（如果不計系統的熱變形量），這一膨脹量由電感位移計精確測量出來，由儀表顯示并送計算機處理，計算機數據處理后顯示δ和α值是通過自動系統補償計算結果，也可通過智能儀表顯示的位移絕對值，人工記錄，并按原理公式計算。

⑴ 加載傳感裝置中的測試桿，一端頂著試樣一端連著位移傳感器的鐵芯。試樣的另一端頂在固定的試樣管壁上。因而試樣在此端的自由度被限制了，所以試樣的膨脹將引起位移傳感器的鐵芯相應的位移。

⑵ 1000℃以下爐膛采用特種電阻絲發熱。

⑶ 試樣裝在試樣管中固定不動，爐膛裝在小車上，小車可在基座導軌上移動,移動爐膛進行試驗，這樣避免了試樣受到振動。

⑷ 電氣部分：

a.參照PU70儀表操作手冊，實驗參數可由用戶調整（出廠時已調好）。

b．計算機部分，遵從計算機操作原理，因系統工作在Windows簡體中文環境，用戶計算機的軟件環境應能支持Windows32位軟件。在運行用戶測試程序之前，須安裝測試軟件。安裝方法參照Windows應用軟件安裝方法及軟件操作。注意事項要求，接口連接轉換頭接計算機COM口。打印機支持并行口/串口，在Windows操作系統下安裝打印機。用戶需打印時將自動啟動數據打印記錄。

C．系統的補償，可以定期由用戶標樣進行校準。其數據處理通過計算機完成。由用戶輸入標樣的α值，該項儀器出廠前已校準。并提供標樣在不同溫度下的α值供用戶參考。