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一种测量材料线膨胀系数的新方法-南京天文光学技术研究所
84 工 具 技 术
一种测量材料线膨胀系数的新方法
陈应秀 杨德华 崔向群
中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
摘 要 : 由天文摆钟产生计时误差的启发 ,提出一种新的材料线膨胀系数测量方法 :直接测量单摆振动周期的
微小变化量 ,再通过公式间接换算出该摆杆材料的线膨胀系数 。该方法原理简单 ,试验装置切实可行 ,可用于常规
工程材料和低膨胀材料在任意温度区间线膨胀系数的精确测量 。对于外型复杂的机构 ,只需对其振动模型进行简
化 ,理论上可以测出该机构在任意方向的线膨胀系数 。
关键词 :线膨胀系数 , 振动周期 , 阻尼 , 测量
Theory Study of Ne w Method to Measure Linear Coeff icient of
Thermal Expansion of Material
Chen Yingxiu Yang Dehua Cui Xiangqun
Abstract : A new method that the minute change of vibration period of a single pendulum is measured firstly , then the CTE of
the pendulum material is calculated by indirect conversion of formula ,is put forward with the elicitation of the error of the astronom
ical pendulum clock . This method is simple in principle , and the experimental equipment is practical . With the method the CTE
of general material and the low expansion material in any temperature range can be accurately measured and the CTE in any direc
tion of the complex mechanism can also be measured j ust needing to reduce the vibration model of those mechanism.
Keywords :linear coefficient of thermal expansion (CTE) , vibration period , damp , measuring
方法见表 1[2 ] 。
1 引言
由表 1 所列相关数据可以看出 ,干涉法测量材
热胀冷缩是几乎所有工程材料的固有属性[ 1] , 料线膨胀系数精度最高 ,其次是光杠杆法 。在采用
它不仅与组成该材料的化学成分有关 ,而且与材料 干涉法的实际测量过程中 ,有很多因素会影响激光
的几何形状及加工方式也有关系 。大多数材料从室 干涉仪的测量精度 ,其中温度 、压力 、湿度是三个主
温冷却到绝对零度时 ,长度要收缩千分之几 ;多数金 要因素 。因为仪器所处工作环境的温度 、气压 、湿度
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