何春娟，汪六九，王善才

（中国人民大学物理系，北京100872）



光纤传感器测量固体材料线胀系数实验的改进

何春娟，汪六九，王善才

（中国人民大学物理系，北京100872）

摘 要：对反射式光纤传感器测量固体材料线胀系数实验进行了改进.光纤探头采用多光纤同轴发射／接收，提高了光纤传感器的灵敏度，低压硅胶板的加热方式改变了传统的加热方式，提高了温度测量的准确度，同时还改进了材料的加热方式，并将传感器输出特性的线性区间与材料热膨胀时的线性变化直接对比进行数据处理.改进后的实验装置简单且便于操作，可测量长度为200mm的样品，测得有机玻璃和黄铜的线膨胀系数分别为131.4×10(－6)／℃和18.35× 10(－6)／℃，实验结果的相对偏差约为1%.

关键词：线胀系数；光纤；传感器

线胀系数是描述物体由于热胀冷缩而引起的在一维方向发生线膨胀的参量，在工程结构设计、机械和仪器制造、材料加工等许多工作中是必须考虑的一项重要指标，否则将影响工程结构的稳定性和仪表的精度.线膨胀是一个微小长度，一般在物理实验室常采用千分表、光杠杆放大法、光学干涉法［1－2］等进行测量.随着光纤技术的发展和普及，先后出现了利用光纤传感器测量线胀系数的实验［3－4］，本文在此基础上进一步对光纤探头和加热方式进行了改进，并取得了满意的实验结果.此实验可作为学生研究型或设计型实验.

1 光纤传感器的测温原理

固体的长度一般随温度的升高而增加……