《超精密热膨胀测量仪》.docxVIP

T/CIMA0170—202X

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T/CIMA0170-202X

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团体标准

ICS?81.040.01

CCSQ30

T/CIMA0170

超精密热膨胀测量仪

Ultra-highaccuracylinearexpansioncoefficientmeasuringinstrument

（征求意见稿）

FORMDROPDOWN

202X-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX发布

202X-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX实施

中国仪器仪表行业协会???发布

目次

TOC\o1-3\h\z\u前言 3

1. 范围 4

2. 规范性引用文件 4

3. 术语和定义 4

4. 测量原理 4

5. 仪器组成 4

5.1激光干涉测长系统 4

5.2真空腔体 5

5.3控温系统 5

5.4数据处理 5

6. 要求 5

6.1温度范围 5

6.2最大允许测量误差 6

7. 仪器校准方法 6

TOC\o1-2\u

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国仪器仪表行业协会试验仪器分会提出。

本文件由中国仪器仪表行业协会归口。

本文件起草单位：中国计量科学研究院、哈尔滨工业大学、中国建筑材料科学研究总院有限公司、湖北菲利华石英玻璃股份有限公司。

本文件主要起草人：位恒政、崔剑秋、郭斯宜、向思思、裴丽梅、任国营、付金海、聂兰舰、张寒等。

超精密热膨胀测量仪

范围

本标准规定了超精密热膨胀测量仪的测量原理、仪器组成、要求、仪器校准方法、数据处理。

本标准适用于基于激光干涉法的超精密热膨胀测量仪，即线膨胀系数测量不确定度或最大允许误差为(10-9/℃～10-8/℃)的测量仪器。

规范性引用文件

GB/T43881-2024低膨胀玻璃线热膨胀系数试验方法激光干涉法

术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

线膨胀系数coefficientoflinearthermalexpansion

在温度T1和T2之间的线膨胀系数α为△L/L0。

其中：△L=（L2-L1）,L1为在温度T1时试样长度，L2为在温度T2时试样长度，L0是室温下的试样长度。

3.2超精密热膨胀测量仪ultra-highAccuracyinstrumentforcoefficientoflinearthermalexpansion

测量不确定度或最大允许误差在(10-9/℃～10-8/℃)的线膨胀系数测量仪。

3.3示值误差indicationerror

热膨胀测量仪测得标准样品在温度点t℃时的热膨胀系数值与样品在该温度点的热膨胀系数参考值之差。参考值由上一级计量部门或更高精度的测量装置校准获得。

3.4测量重复性repeatability

热膨胀测量仪多次测量标准样品在温度点t℃时的线膨胀系数的标准差。

测量原理

在真空环境条件下，采用激光干涉法，测量样品任意两设定温度点达到温度平衡后的长度变化量，根据长度变化量与温度差值计算试样品线膨胀系数。

仪器组成

5.1激光干涉测长系统

样品随温度的尺寸变化采用激光干涉系统实现。激光干涉测长系统主要采用迈克尔干涉光路，通过双光通道或者同轴干涉技术实现样品尺寸的高精度测量。测长系统的测量不确定度小于40nm。

（a）干涉光路实现方式1（b）干涉光路实现方式2

图1（a）：L—透镜；B—分光镜；S—待测样品上表面；M1—反射镜；M2—反射镜。

图1（b）：1—激光器；2—镜片组；3—测量光路；4—样品顶杆；5—热电偶；6—反射层；7—待测样品；8—探测器；9—参比光路；10—参比顶杆；11—样品支架；12—炉体；13—反射层。

图1.激光干涉测长原理

5.2真空腔体

为避免空气折射率对激光测长的影响，高精度线膨胀系数测量需在真空环境下进行，通常腔体的真空度小于100Pa。

5.3控温系统

在设定的温度区间内对样品进行测试。通过控温系统对升温速率、某个温度点的恒温时间、温度范围进行设置。

5.4测温系统

样品测量过程中，实时获取样品的温度的系统。测温系统的最大允许误差或测量不确定度应优于0.05℃。

5.5数据处理

自动记录、存储温度以及尺寸随温度的变化量，输出温度-线膨胀系数曲线、某个温度区间的平均线性热膨胀系数、某个温度点的瞬时线膨胀系数。

要求

6.1温度范围

仪器控温系统的温度变化范围，通常为（0~