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熱機械分析儀(Thermomechanical Analyzer，縮寫為TMA)是一種在程序溫度下和非震動載荷作用下，測量物質的形變與溫度時間等函數關系的分析儀，主要測量物質的膨脹系數和相轉變溫度等參數。主要用于測量：復合材料、玻璃、聚合物、陶瓷和金屬。配備多種測量系統用于不同幾何形狀樣品的測試，如纖維，棒，膜，柱狀體。
熱機械分析儀的設計保證了超高的精度，重復性和準確性。該系統構造可以實現在寬泛的溫度范圍內不同形狀和大小樣品的各種形變的實驗，以滿足所有的TMA的需要。通過內置的力/頻率發生器，該系統可以執行靜態或動態測量。
作為熱分析技術大類中的一種，熱機械分析儀的基本原理與熱膨脹分析儀的原理相近，均是測量固體和液體尺寸隨溫度變化的儀器。主要是在程序控溫下，利用儀器內部的線性可變差動變壓器（LVDT）量測材料因熱及機械荷重下所產生的尺寸變化，獲得在不同荷重情形（如壓力或張力）下，試樣的膨脹、拉伸、壓縮和彎曲的量測等。熱機械分析儀的操作模式、測試探頭、工作夾具都具有良好的靈活性，同時能夠得到靈敏的信號。儀器中的探頭由固定在其上面的懸臂梁和螺旋彈簧支撐，通過加馬力馬達對試樣施加載荷。當試樣長度（即試樣管和探頭的相對位置）發生變化時，差動變壓器檢測到此變化，則連同溫度、應力和應變數據，由熱機械分析儀中央處理機收集后送到工作站進行數據分析。
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