利用热膨胀方法对材料进行测定和研究称为“膨胀分析”。它不仅用于膨胀系数的测定，也是研究动态相变过程的有效手段，例如钢中过冷奥氏体的等温转变过程（TTT曲线）和连续冷却转变过程（CCT曲线）的测定，常用方法就是膨胀分析。在金属材料研究中，材料的结构转变、再结晶、时效固溶和沉淀析出，往往都伴随着体积的变化，因此可以用膨胀分析法来研究。又如粉末冶金中材料烧结致密度的评定，非晶体材料的软化温度的测定等也可用这一方法。

   热膨胀系数的测定方法可分为接触法和非接触法两类。接触法是将物体的膨胀量用一根传递杆一接触的方式传递出来，再配以不同的检测仪器测得；非接触法则不采用任何传递机构。

   示差法是基于采用热稳定性良好的材料石英玻璃（棒和管）在较高的温度下，其线膨胀系数随温度而改变的性质很小。当温度升高时，石英玻璃与待测试样都会发生膨胀，但是待测试样的膨胀比石英玻璃管上同样长度部分的膨胀要大。因而使得与待测试样相接触的石英玻璃棒发生移动，这个移动是石英玻璃管、石英玻璃棒和待测试样三者的同时伸长和部分抵消后在传感器上所显示的ΔL值，它包括试样与石英玻璃管和石英玻璃棒的热膨胀之差值，测出这个系统的伸长之差值及加热前后的温度差，并根据已知石英玻璃的膨胀系数，便可算出待测试样的热膨胀系数。

   使用热膨胀分析仪进行试验液晶实时可显示仪器的状态与数据。试验中由用户自行设定升温速率，软件PID控制线性升温。用标准样品可以校正仪器各项指标。测量过程自动完成、自动绘图，也可人工修正，电脑自动计算线膨胀系数、体膨胀系数、线膨胀量、急速膨胀。