红外材料低温线膨胀系数测量装置的设计及其误差分析

为获取固体材料低温下的线膨胀系数数据,特别是红外材料在低温下的线膨胀系数数据,设计了一种基于变极距式电容传感器的测量装置。采用ANSYS热力学分析检验了整个测量装置,热平衡后的温差为0.437 K,所需功率为3.3 W,以锗为样品进行了测量误差分析,相对误差仅为0.37%,满足使用要求。该装置可测红外材料在20 K到常温之间的线膨胀系数,具有适用范围广、易于操作、可快速达到热平衡的优点。