专利名称：热胀冷缩测试仪的制作方法
技术领域：
本发明属于测量设备技术领域，具体涉及一种用于计量固体变形的仪器。
背景技术：
物体都有随温度的改变而胀缩的特性，这个性质在材料的加工和产品的制造中， 都应考虑到。否则，将影响材料的稳定性和产品的使用性能，因此，在产品设计中，热膨胀系数是一个非常重要的参数。严格意义上说，热膨胀系数在较大的温度区间内不是常量。通常情况下，当温度变化不是很大，物体内部结构不变，此时，热膨胀系数可近似为一常量。对于可近似看做一维的固体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的热膨胀系数可简化定义为单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值，也就是线膨胀系数。故线膨胀系数的计算，关键在于固体长度变化值的测量。传统对于固体形变测量采用的仪器主要为游标卡尺或者千分尺，通常其精确度仅为0. Olmm或0. OOlmm,远远不能满足实际的需求。在实际生产当中，各种材料的线膨胀系数不同，即便同种材料，随配比的不用，线膨胀系数也会产生变化。特别是对于塑料制品，比如玻璃纤维增强的ABS、聚丙烯等，每类材料均有不用的配比度，因此，需要经常测量材料的线膨胀系数。传统精确测量线膨胀系数的仪器，价格昂贵，操作复杂，运行成本高，无法广泛适用于需要测量大量线膨胀系数的环境。因此，在提高固体形变测量的精度的同时，还能保证设备简单、操作方便快捷、测试成本低，是现实对于测量线膨胀系数的一个关切点。

发明内容
本发明的目的是为了克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种可以测量微小变形量的热胀冷缩测试仪。热胀冷缩测试仪，包括控制器、支架总成和测温装置，其特征在于所述控制器线路连接有称重传感器，所述支架总成包括支撑柱、固定块和顶座，所述支撑柱上端固定连接于称重传感器的固定端，称重传感器的自由端与被测物件固定连接的固定块触接配合，所述顶座与被测物件底端顶触配合。所述的测温装置包括连接在被测物件上的温度探头和数字温度计，温度探头和数字温度计线路连接。所述的控制器上配合设置有显示器、功能按钮和开关按钮。所述的固定块一侧配合设置有用于连接被测物件的固定孔和与之相应配合的卡紧螺丝。所述的称重传感器为应变式称重传感器，其分度值为0.001 g。与现有产品相比，本发明利用称重传感器对微小形变的高灵敏度，测量物体的微小伸长量，可对塑料等不可加热至高温的材料进行准确测量，相对于使用千分尺或者游标卡尺等测量仪器，具有测量分辨率高、操作简便的优点。且本测试仪组装简单，拆卸方便，拆卸后占用面积小，可以装于袋中随身携带，增加了产品的移动性能。另外本产品适用面广， 运行成本低，既可应用于工厂样品的测试，可作为科研、教学中的重要仪器。


图1是本发明实施例的结构示意图中1-控制器，11-显示器，12-功能按钮，13-开关按钮，2-称重传感器，21-固定端， 22-自由端，3-支架总成，31-固定块，311-固定孔，312-卡紧螺丝，32-顶座，33-支撑柱， 4-测温装置，41-温度探头，42-数字温度计，5-被测物件。
具体实施例方式以具体的实施例为基础，结合附图对本发明作进一步地详细描述。在本发明的描述中，术语“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。工作原理称重传感器2，在外力的作用下产生弹性变形，使其上的转化元件也随同产生变形，并将这种形变转为电压或电流的变化，从而完成将形变转化成电信号的过程。 称重传感器2为等强度变形，即变形的位移程度和输出的电信号值成线性关系。因此，称重传感器2可用于测量被测物件5热胀冷缩所产生的位移。作为优选，本发明的称重传感器2为双孔平行悬臂梁应变传感器。对于双孔平行悬臂梁应变传感器，载荷的位置不影响差动电桥的输出，且灵敏度高，性能稳定。根据实测，称重传感器2右端的形变量为0. 2mm时，显示器11上的读数为500g。 而所采用的称重传感器2的分度值为0. OOlg,根据形变量和电信号值成线性的关系， 可以得到此称重传感器2可感知的最小形变量为0. 0000004mm。测量时，当温度从t
i变化到t 2时，显示器11上的读数为χ克，则被测物件5的形变量u L=O. 0004x毫米。线膨胀系数的物理意义是固体材料在(t 1;t 2 )温区内，温度每升高一度时材料的
AL
相对伸长量，故 =TTT^T,单位为(°c) 1。热胀冷缩测试仪，包括称重传感器2、支架总成3、测温装置4和内含检测电路的控制器1。控制器1上配合设置有显示器11、功能按钮12和开关按钮13。控制器1与称重传感器2线路连接。所述的测温装置4包括数字温度42和绑在被测物件5上的温度探头 41。所述温度探头41和数字温度计42线路连接。支架总成3包括支撑柱33、固定块31和顶座32，所述的固定块31 —端配合设置有与被测物件5相适应的固定孔311和与固定孔 311相配合的卡紧螺丝312。固定孔311用以固定被测物件5在固定块31上的位置。所述顶座32与被测物件5的下端顶触配合，起到支撑被测物件5的作用。称重传感器2左端为固定端21，右端为自由端32。固定端21固定连接于支撑柱 33的上端，自由端22与固定块31接触配合。当被测物件5发生热胀冷缩时，相应的形变通过固定块31传导至称重传感器2。
控制器1的结构和程序的设置属于现有公知技术，在此不再赘述。使用时，组装好仪器，测量被测物件5的有效长度L，即被测物件5从顶座32上端到固定块31下端的长度。并接通电源，打开开关按钮13，按下功能按钮12，使得显示器11
上的读数清零，并记下当时的温度t lt)加热时，显示器11上读数增加，加热装置提供恒温浴，被测物件5温度上升至t 2 ，当温度稳定时，读出显示器11上的读数X。根据原理和公式，计算线膨胀系数。重复几次，取平均值，即可得到被测材料的线膨胀系数。测试结束，关闭开关按钮13，断开电源。本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本发明原理的前提下，本产品还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.热胀冷缩测试仪，包括控制器(1)、支架总成(3)和测温装置(4)，其特征在于所述控制器(1)线路连接有称重传感器(2 )，所述支架总成(3 )包括支撑柱(33 )、固定块(31)和顶座(32)，所述支撑柱(33)上端固定连接于称重传感器(2)的固定端(21)，称重传感器(2)的自由端(22)与被测物件(5)固定连接的固定块(31)触接配合，所述顶座(32)与被测物件 (5)底端顶触配合。
2.如权利要求1所述的热胀冷缩测试仪，其特征在于所述的测温装置(4)包括连接在被测物件(5 )上的温度探头(41)和数字温度计(42 )，温度探头(41)和数字温度计(42 )线路连接。
3.如权利要求1所述的热胀冷缩测试仪，其特征在于所述的控制器(1)上配合设置有显示器(11)、功能按钮(12)和开关按钮(13)。
4.如权利要求1所述的热胀冷缩测试仪，其特征在于所述的固定块(31)—侧配合设置有用于连接被测物件(5)的固定孔(311)和与之相应配合的卡紧螺丝(312)。
5.如权利要求1所述的热胀冷缩测试仪，其特征在于所述的称重传感器(2)为应变式称重传感器，其分度值为0.001 g。
全文摘要
热胀冷缩测试仪，属于测量设备技术领域，包括控制器、支架总成和测温装置，其特征在于所述控制器线路连接有称重传感器，所述支架总成包括支撑柱、固定块和顶座，所述支撑柱上端固定连接于称重传感器的固定端，称重传感器的自由端与被测物件固定连接的固定块触接配合，所述顶座与被测物件底端顶触配合。本发明利用称重传感器对微小形变的高灵敏度，测量物体的微小伸长量，具有测量分辨率高、操作简便的优点。且本测试仪组装简单，拆卸后占用面积小，可以装于袋中随身携带，增加了产品的移动性能。另外本产品适用面广，运行成本低，既可应用于工厂样品的测试，可作为科研、教学中的重要仪器。
文档编号G01N25/16GK102520005SQ201110449470
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者徐祎 申请人:徐祎