Большая советская энциклопедия - дилатометр

Дилатометр (от лат. dilato — расширяю и ...метр), прибор, измеряющий изменения размеров тела, вызванные воздействием температуры, давления, электрического и магнитного полей, ионизирующих излучений или каких-либо др. факторов. Наиболее важная характеристика Д. — его чувствительность к абсолютному изменению размеров тела. Распространение получили оптико-механические, емкостные, индукционные, интерференционные, рентгеновские, радиорезонансные Д. В оптико-механическом Д. изменение размеров исследуемого образца вызывает смещение светового указателя (рис. 1). Изменение длины образца определяют либо на основе предварительной калибровки прибора, либо из геометрических соотношений. Чувствительность Д. Дилатометр 10-6—10-7 см. В емкостных Д. изменение размеров исследуемого образца приводит к изменению емкости конденсатора, который служит в них датчиком (иногда поверхность образца является одной из пластин конденсатора). Для определения изменения размеров образца по изменению емкости прибор предварительно калибруется. Чувствительность Д. Дилатометр 10-9 см. В индукционных Д. изменение размера образца вызывает взаимное смещение катушек индуктивности, что приводит к изменению их индуктивности взаимной. Для определения изменения размеров образца индукционного Д. осуществляют предварительную калибровку прибора. Чувствительность Д. Дилатометр 10-9 см. В интерференционном Д., основанном на принципе Физо (рис. 2), получают интерференционную картину при освещении монохроматическим светом двух оптических пластин, между которыми расположен исследуемый образец. Поскольку интерференционная картина получается при наложении пучков света, отраженных только от нижней плоскости верхней пластины и от верхней плоскости нижней (остальные картины убираются из поля зрения специальным расположением пластин), то сдвиг интерференционных полос происходит только при изменении длины образца. По сдвигу полос и длине световой волны рассчитывают изменение длины образца. Чувствительность Д. Дилатометр 10-8 см. Рентгеновским Д. (по существу установкой для рентгеноструктурного анализа) измеряют изменение параметров кристаллической решетки исследуемого тела по рентгенограммам, снятым одним из известных способов (см. Рентгеновский структурный анализ). Чувствительность Д. в пересчете на макроразмеры Дилатометр10-5—10-6 см. В радиорезонансных Д. датчиком служит полый резонатор, который может быть изготовлен из исследуемого материала или иметь упругую стенку, соединенную с образцом. В обоих случаях при изменении размеров исследуемого образца изменяется объем резонатора, что приводит к изменению резонансной частоты (см. Резонанс). По сдвигу резонансной частоты рассчитывается изменение размеров образца. Чувствительность Д. доведена до 10-12 см. Конструкция Д., как правило, предусматривает возможность изменения внешних физических воздействий на исследуемый образец (в частности, изменение температуры образца и ее стабилизацию). Особое внимание при измерениях уделяется учету расширения (сжатия) окружающих образец тел: передающих звеньев Д. и др. Для веществ, находящихся в жидком или газообразном состоянии, рассматривают только объемное расширение. Д. для определения объемного расширения жидкостей конструктивно весьма разнообразны, но по принципу действия сводятся главным образом к следующим типам: 1) жидкость заполняет резервуар и часть тщательно калиброванного капилляра; наблюдают изменение уровня жидкости в капилляре при изменении температуры; 2) жидкость, заполняющая резервуар известного объема, при нагревании частично из него вытекает; по массе вылившейся жидкости определяют ее массу в резервуаре при температуре опыта, а следовательно, плотность жидкости в зависимости от температуры. Коэффициент теплового расширения материала резервуара в обоих случаях должен быть известен. Методом калиброванного капилляра можно измерить объемное тепловое расширение и твердого тела, поместив его в резервуар, заполненный жидкостью с известным коэффициентом теплового расширения. Для измерения теплового расширения жидкостей применялся также метод сообщающихся сосудов, предложенный П. Дюлонгом и А. Пти (1818). Измерение объемного расширения газов осуществляют Д., работающими по принципу газового термометра. Лит.: Стрелков П. Г., Косоуров Г. И., Самойлов Б. Н., Дилатометр для образцов малых размеров, «Изв. АН СССР. Сер. физическая», 1953, т. 17, №3, с. 383; Стрелков П. Г., Новикова С. И., Кварцевый дилатометр для низких температур, «Приборы и техника эксперимента», 1957, № 5, с. 105; Pudalov V. M., Khaikin M. S., Dilatometer with a sensitivity of 10-4 Angstom, «Cryogenics», 1969, v. 9, № 2, p. 128; Collins J. G., White G. K., Thermal expansion of solids, «Progress in Low Temperature Physics», 1964, v. 4, p. 450; Symposium on thermal expansion of solids, «Journal of Applied Physics», 1970, v. 41, №13. Я. С. Агранович.