Анализ метрологических характеристик спекл-дилатометра из состава Государственного вторичного эталона единицы температурного коэффициента линейного расширения твердых тел в диапазоне значений от 0,05 · 10–6 до 100,0 · 10–6 К–1 в диапазоне значений температуры от 90 до 1 900 К

   Тепловое расширение – важный конструкционный параметр материалов, учет которого необходим при разработке, изготовлении и эксплуатации изделий. Для контроля этой значимой характеристики создаваемых новых материалов требуется разрабатывать аппаратуру, методы и методики измерений, учитывающие новизну специфики поведения этих материалов. Изготовление образцов специальной формы является основным ограничением при проведении измерений теплового расширения. В первую очередь это относится к новым материалам (неоднородным, композиционным, плохо обрабатываемым), создаваемым под специальные задачи. Перечисленные факторы обусловили необходимость разработки метода, с помощью которого может быть измерен температурный коэффициент линейного расширения изделий и материалов с произвольной формой образцов, что было недоступно прежним реализациям интерферометрических методов. Для измерения образцов с нерегулярным рельефом в диапазоне температур от 200 до 400 К был создан интерференционный спекл-дилатометр СД. При создании спекл-дилатометра СД был реализован метод спекл-интерферометрии, позволяющий измерять удлинение образцов с нерегулярной поверхностью с нанометровой чувствительностью. Так как аналогов данный прибор не имеет, было проведено исследование составляющих неопределенности, возникающих при измерении температурного коэффициента линейного расширения материалов на данном приборе. Проведен анализ составляющих неопределенности измерения температурного коэффициента линейного расширения материалов на спекл-дилатометре СД. Получено экспериментальное определение неопределенности измерений температурного коэффициента линейного расширения мер ТКЛР образцов произвольной формы на спекл-дилатометре СД. После завершения исследований и первичной аттестации разработанный прибор был утвержден и включен в состав Государственного вторичного эталона единицы температурного коэффициента линейного расширения твердых тел в диапазоне значений от 0,05 · 10–6 до 100,0 · 10–6 К–1 в диапазоне значений температуры от 90 до 1 900 К.

1. Оптико-электронная измерительная система высокотемпературного дилатометра / И. Г. Бронштейн [и др.] // Измерительная техника. 2015. № 12. С. 38–42.

2. Topics in applied physics. Vol. 9. Laser Speckle and Related Phenomena. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1975. 295 p.

3. Robertson E. R. The engineering uses of coherent optics : proceedings and edited discussion of a conference held at the university of Strathclyde, Glasgow 8–11 April 19. Cambridge University Press, 1976. 798 p.

4. Компан Т. А. Измерительные возможности и перспективы развития дилатометрии // Мир измерений. 2011. № 7. С. 14–21.

5. Джоунс Р., Уайкс К. Голографическая и спекл-интерферометрия. М. : Мир, 1986. 328 с.

6. Метод спекл-интерферометрии для определения теплового расширения наноматериалов / Т. А. Компан [и др.] // Измерительная техника. 2011. № 4. С. 48–52.

7. Метод регистрации и обработки данных спекл-интерферометра для определения температурного расширения образцов абсолютным методом / М. В. Волков [и др.] // Температура – 2011 : сборник тезисов 5-й Всероссийской и стран-участниц КООМЕТ конференции по проблемам термометрии, Санкт-Петербург, 19–21 апреля 2011 г. / ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева». Санкт-Петербург: ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева», 2011. С. 284–286.

8. Лебедев М. В., Мисочко О. В., Дремин А. А. Интерферометр Майкельсона с многоканальной регистрацией интерферограммы // Оптика и спектроскопия. 2009. Т. 107, № 5. С. 870–873.

9. Novak J. Five-step phase-shifting algorithms with unknown values of phase shift // Optik. 2003. Vol. 114, Iss. 2. P. 63–68. doi: 10.1078/0030-4026-00222

10. Ennos A. E. Speckle interferometry // Laser speckle and related phenomena / J. C. Dainty ed. Berlin: Springer-Verlag, 1975. P. 203–253. doi: 10.1007/978-3-662-43205-1

11. Васильев В. Н., Гуров И. П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 1998.

12. Компан Т. А. Метрологическое обеспечение измерений теплового расширения материалов. Краткий анализ, разработки последнего десятилетия и перспективы развития тематики во ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» // Главный метролог. 2007. № 4. С. 36–45.

13. Интерференционные дилатометры для измерения температурного коэффициента линейного расширения термостабильных оптических материалов / А. А. Шаров [и др.] // Оптический журнал. 2013. Т. 80, № 4. С. 65–69.