Messplatz-Dilatometer

Abstract: Es war eine Vorrichtung zu erstellen, welche eine Probe (max. 10x10x5mm) einspannt. Diese Probe soll im Magnetfeld (16T) um die Polarachse (parallel zur Feldrichtung) 360° drehbar sein. Senkrecht dazu soll eine Neigung der Probe zwischen 0…90° eingestellt werden. Die Längenänderung der Probe als Funktion von Temperatur und Magnetfeldstärke soll 1:1 auf einen Plattenkondensator mit ausreichender Kapazität im Sinne der Messgenauigkeit übertragen werden. Der Bauraum ist durch den Durchlass des vorhandenen Magneten (Ø27mm) festgelegt. Ein Einfluss der Vorrichtung durch Temperatur- und Magnetfeldstärkeänderung auf die Messung soll ausgeschlossen sein.  

Beschreibung: Die Konstruktion wurde im CAD entwickelt. Die wesentliche Aufgabe bestand darin, möglichst große Kondensatorflächen ohne Einschränkung der Bewegungsfreiheit im engen Bauraum zu erreichen. Der volle Neigungswinkelbereich der Probenorthogonale zu den Magnetfeldlinien wird in zwei Stufen, durch Umsetzen der Goniometerklemmschraube erreicht. Eine Übertragung der zu messenden Längenänderung der Probe erfolgt über die Aufhängung einer Kondensatorplatte an Biegeblechstreifen nach dem Prinzip des Parallelkurbelgetriebes. Zur Vermeidung unkalkulierbarer Einflüsse der Vorrichtung durch das veränderliche Magnetfeld bzw. durch Temperaturwechsel, wurden alle Teile aus Kupferberylliumbronze gefertigt. Die Vorrichtung wird in einem temperierten Probenraum eines 16 T-Magneten eingesetzt. Gemessen wird die Kapazitätsänderung des Kondensators in Folge Ausdehnung der Probe als Funktion der Temperatur und Magnetfeldstärke. Für das Verhältnis ΔL/L der Probe wird eine Auflösung von 10-7 erreicht.