1.2. Методи контролю та різновиди дилатометрів

Дилатометрами називають прилади, призначені для реєстрації і вимірювання теплового розширення матеріалів і об'ємних ефектів фазових перетворень. За допомогою дилатометрів тим або іншим методом виміряється зміна довжини зразка або різниці довжин досліджуваного й еталонного зразків в залежності від температури.

Для вирішення різних наукових і практичних завдань розроблено безліч конструкцій дилатометрів, як простих, так і досить складних. Нижче наведені короткі відомості про основні різновиди цих приладів,що застосовуються у металофізичних дослідженнях.

Механічні дилатометри можуть бути двох типів. В одних дилатометрах зміна довжини зразка перетворрюється в поворот стрілки або в переміщення пера на папері за допомогою важільної системи. В інших – зміна довжини зразка безпосередньо вимірюється за допомогою механічного індикатора годинникового типу.

Прилади першого типу застаріли і зараз майже не застосовуються.

Чутливість механічних дилатометрів зазвичай не перевищує 10^–3 мм.

Оптичні дилатометри надзвичайно різноманітні за конструкцією і принципом дії. У найпростішому випадку зміна довжини зразка

визначається шляхом спостереження за зсувом його торця через мікроскопічні або телескопічні пристрої. Такі дилатометри називають

також компараторними.

В інтерференційних дилатометрах зміна довжини зразка перетворюється в зсув інтерференційної картини, що спостерігається за допомогою мікроскопа. Чутливість цих дилатометрів досягає 10^–6мм при використанні звичайних джерел світла і підвищується ще на порядок шляхом застосування лазерного випромінювання, що володіє строгою монохроматичністю.

Фотоелектричні дилатометри іноді класифікують як оптичні. У них зміна довжини зразка за допомогою різних проміжних пристроїв трансформується в зміну освітленості фотоелемента або фотоопору. Зміна сили струму в колах цих елементів може бути посилена і записана тим або іншим способом. Максимальна чутливість фотоелектричних дилатометрів становить 10^–7 мм.

Ємнісні дилатометри істотно розрізняються за конструкціями та електричними схемами, але всі вони відрізняються перетворенням зміни довжини зразка в зміну ємності конденсатора. Останнє, в свою чергу, перетворюється в зміну частоти змінного струму, що вимірюється радіотехнічними засобами. Чутливість ємнісних дилатометрів може бути дуже високою і обмежується лише нестабільністю елементів вимірювальної схеми. Відомі конструкції ємнісних дилатометрів з коефіцієнтом збільшення до 10⁶.

Індукційні дилатометри відрізняються тим, що зміна довжини зразка сприймається індуктивним датчиком переміщень, що з'єднаний з вимірювальною схемою. Чутливість індукційних дилатометрів може бути дуже високою.

У тензометричних дилатометрах зміна довжини зразка передається пружному елементу з наклеєними на нього тензометричними датчиками. В пружній області зміна электроопору датчика прямо пропорційна його деформації. Чутливість дилатометра визначається коефіцієнтом підсилення вимірювальних пристроїв.