一种基于虚拟仪器的金属线膨胀率测量方法

刘 佳，邓月明

（湖南师范大学，湖南 长沙 410081）

一种基于虚拟仪器的金属线膨胀率测量方法

刘 佳，邓月明∗

（湖南师范大学，湖南 长沙 410081）

针对工业界金属线膨胀率测量的问题，利用夫琅和费单缝衍射可测缝宽原理，设计了一种基于虚拟仪器——LabVIEW及数字图像处理技术的金属线膨胀率测量方法。该方法在LabVIEW平台下，采用嵌入式温度控制器对金属的加热进行控制，同时通过CCD成像系统与LabVIEW光强分析系统结合来测量缝宽，然后在数据统计的基础上计算出金属的线膨胀系数。通过真实平台的实验测试结果表明，此方法操作简便、测试精确度高，综合利用了热学、光学与计算机技术，有效地减小了人工读数的误差，提高了方法的实用性和精确性。

线膨胀系数；LabVIEW；单缝衍射；温控仪；图像处理

金属线膨胀率是工业界的一个重要测量指标。金属线膨胀系数的测量方法有很多，如光杠杆或移测显微镜等。测量比较准确的是采用光学测量的方法，如用迈克尔逊干涉仪、劈尖干涉法等进行测量［1］，但是上述方法的测量仪器和方法比较复杂，对仪器的精度以及测量环境的要求也很高。本文采用单缝衍射的方法来测量金属的线膨胀系数，其测量仪器和方法要比迈克尔逊干涉仪法测量要简单很多，在精度上也能够达到测量的要求。并且此方法利用CCD成像系统与虚拟仪器（LabVIEW）光强分析系统相结合的方法来分析单缝衍射光强分布，可实现微小形变量的非接触测量，较为准确的测出金属的线膨胀系数，并且省去了人工读数的繁琐与误差。……