[发明专利]一种热膨胀系数测量仪

权利要求书

1.一种热膨胀系数测量仪，其特征在于，所述热膨胀系数测量仪包括：底板、第一被测材料、第二被测材料、第一位移测量装置、第二位移测量装置；其中，

所述底板上方安装有第一立柱、第二立柱、第三立柱以及第四立柱；所述第一立柱上方安装有第一被测材料，所述第二立柱上方安装有第二被测材料，所述第一被测材料和所述第二被测材料是同种材料；所述第三立柱上方安装有第一位移测量装置，所述第四立柱上方安装有第二位移测量装置；所述第一被测材料和所述第二被测材料具有不同的长度和相同的材料，且在所述第一立柱和所述第二立柱上的安装方式相同；所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置属于相同的位移测量装置，且在所述第三立柱和所述第四立柱上的固定位置以及安装方式均相同；

所述第一位移测量装置的轴线和所述第一被测材料的轴线重合或平行，所述第二位移测量装置的轴线和所述第二被测材料的轴线重合或平行，所述第一位移测量装置用于测量所述第一被测材料发生膨胀后的长度改变量，所述第二位移测量装置用于测量所述第二被测材料发生膨胀后的长度改变量；温度改变后，基于第一位移测量装置和第二位移测量装置测量结果的差值以及第一被测材料和第二被测材料长度的差值，确定所述第一被测材料和所述第二被测材料的热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的热膨胀系数测量仪，其特征在于，所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置均包括：位移传感器、传输线和解调装置；其中，

所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置均为接触式位移测量装置，所述第一位移测量装置的位移传感器与所述第一被测材料的端部接触，所述第二位移测量装置的位移传感器与所述第二被测材料的端部接触；或者，

所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置均为非接触式位移测量装置，所述第一位移测量装置的位移传感器与所述第一被测材料的端部不接触，所述第二位移测量装置的位移传感器与所述第二被测材料的端部不接触。

3.根据权利要求1所述的热膨胀系数测量仪，其特征在于，当所述底板上方没有隔热材料时，

所述第一被测材料和所述第二被测材料从固定点到端部的长度分别是L₁和L₂；所述第一被测材料和所述第二被测材料是同种材料，热膨胀系数是未知量α；所述底板的热膨胀系数为已知量α_g；温度改变Δt后，所述第一被测材料和所述第二被测材料发生膨胀后的长度改变量分别为Δd₁＝αL₁Δt和Δd₂＝αL₂Δt；Δd₀是位移测量装置和其夹具等构件在温度变化后，除了被测材料和底板，其他元器件的热膨胀对位移测量装置测出的长度的影响量总和；因为两个位移测量装置以及安装位置均相同，所以其他因素对两个位移测量装置测出的位移的影响均为Δd₀，做差后，两个位移测量装置对应的Δd₀能够消除；所述第一被测材料和所述第二被测材料对应等长度的底板的热膨胀位移量分别为Δd_g1＝α_gL₁Δt和Δd_g2＝α_gL₂Δt，所述Δd_g1和所述Δd_g2是已知量；所述第一位移测量装置和所述第二位移测量装置测出的两个位移Δd_a1和Δd_a2分别为两个被测材料热膨胀与底板热膨胀产生的位移以及Δd₀的差值，即Δd_a1＝Δd₁-Δd_g1-Δd₀，Δd_a2＝Δd₂-Δd_g2-Δd₀，从而确定Δd₁＝Δd_a1+Δd_g1+Δd₀和Δd₂＝Δd_a2-+Δd_g2+Δd₀；通过Δd₁和Δd₂做差消去Δd₀，得到所述第一被测材料和所述第二被测材料的热膨胀系数为α为：