热膨胀仪工作原理

一、概 述

本仪器采用计算机技术，智能仪表（单片机）技术对物理量位移、温度进行实验全过程的检测与控制，并可以实现脱机运行，联机实现自动测试。运行于中文(英文)Windows 10/xp环境，具有友好的中（英）文用户操作界面；脱机状态由智能仪表检测，手动测试。该仪器主要用于测定陶瓷、金属、合金、石墨、耐火材料、精铸用型壳及型芯材料以及其它固体材料的热膨胀系数。用于金属材料可测试材料的相变曲线。具有全自动、易于测试、易操作、实验数据分析、数据打印输出、实验数据存档、数据库丰富、易修改检索等特点；为工厂、科研院所检测材料制品的物理性能和科研教学提供了现代化的测试手段。

二、主要技术参数

1、炉温范围：室温—1000℃。

2、升温速度，1～5℃/min可调，实验过程控制参数，含PID参数以及通迅方式。

⑴由智能仪表PU70实现全过程任意需要调节、设置、锁定。操作见PU70说明书。

⑵由上位机（计算机）实现界面调试任意需要位置（在线方式），并可实现在线修改。

3、电源电压：220V±10﹪，50HZ

4、炉子最大功耗≤2KW；

5、膨胀值测量范围与误差：±2500μm±0.1%

6、控温精度：±1℃ 温度记录值误差≤±0.5﹪

7、测量膨胀值分辨率：1μm

8、样品直径：6-10 mm；样品长度：最大 25-50 mm；

9、样品状态：固体，

10、计算机自动计算膨胀系数；

11、操作环境：WINDOWS（10/7/xp）

三、仪器的组成及原理

1、系统组成：加载传感器装置、炉膛、小车、基座、控制系统（智能仪表+计算机）五部份组成。 

2、组成原理图：

3、原理介绍：

电炉升温后炉膛内的试样发生膨胀，顶在试样端部的测试杆产生与之等量的膨胀量（如果不计系统的热变形量），这一膨胀量由电感位移计精确测量出来，由仪表显示并送计算机处理，计算机数据处理后显示δ和α值是通过自动系统补偿计算结果，也可通过智能仪表显示的位移绝对值，人工记录，并按原理公式计算。

⑴ 加载传感装置中的测试杆，一端顶着试样一端连着位移传感器的铁芯。试样的另一端顶在固定的试样管壁上。因而试样在此端的自由度被限制了，所以试样的膨胀将引起位移传感器的铁芯相应的位移。

⑵ 1000℃以下炉膛采用特种电阻丝发热。

⑶ 试样装在试样管中固定不动，炉膛装在小车上，小车可在基座导轨上移动,移动炉膛进行试验，这样避免了试样受到振动。

⑷ 电气部分：

a.参照PU70仪表操作手册，实验参数可由用户调整（出厂时已调好）。

b．计算机部分，遵从计算机操作原理，因系统工作在Windows简体中文环境，用户计算机的软件环境应能支持Windows32位软件。在运行用户测试程序之前，须安装测试软件。安装方法参照Windows应用软件安装方法及软件操作。注意事项要求，接口连接转换头接计算机COM口。打印机支持并行口/串口，在Windows操作系统下安装打印机。用户需打印时将自动启动数据打印记录。

C．系统的补偿，可以定期由用户标样进行校准。其数据处理通过计算机完成。由用户输入标样的α值，该项仪器出厂前已校准。并提供标样在不同温度下的α值供用户参考。