实验1 恒温槽的装配和性能测定

1.      引言

1.1.实验目的

1.1.1.      了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握其装配和调试的基本技术

1.1.2.      绘制恒温槽的灵敏度曲线（温度——时间曲线），学会分析恒温槽的性能

1.1.3.      掌握水银接点温度计、热敏电阻温度计、继电器、自动平衡记录仪的基本测量原理与使用方法

1.2.实验原理

许多物理化学实验都需要在恒温条件下进行。欲控制被研究体系的某一温度，通常采取两种方法：一是利用物质相变时温度的恒定性来实现，叫介质浴。如：液氮（-195.9℃）、冰－水（0℃）、沸点水（100℃）、干冰－丙酮（-78.5℃）、沸点萘（218℃）等等。相变点介质浴的最大优点是装置简单、温度恒定。缺点是对温度的选择有一定限制，无法任意调节。另一种是利用电子调节系统，对加热或制冷器的工作状态进行自动调节，使被控对象处于设定的温度之下。

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恒温槽的装配和性能测试

1 引言

1.1 实验目的

1.了解恒温槽的原理，初步掌握其装配和调试的基本技术。

2.分析恒温槽的性能，找出合理的最佳布局。

3.掌握热敏电阻温度计、继电器、自动平衡记录仪的基本测量原理和使用方法

1.2 实验原理[1]

本实验讨论的恒温水浴是一种常用的控温装置，它通过继电器、温度调

节器（水银接点温度计）和加热器配合工作而达到恒温目的（如图1）。当

水槽温度低于设定值时，线路I是通路，加热器工作，使水槽温度上升；当

水槽温度升高到设定值时，温度调节器接通，线路II为通路，将弹簧片D

吸下，线路I断开，加热器停止加热；当水槽温度低于设定值时，温度调节

器断开，线路II断路，电磁铁失去磁性，弹簧片回到原来位置，线路I又成

为通路。如此反复，从而使恒温槽维持在所需恒定的温度。

典型的恒温槽由浴槽、温度计、接点温度计、继电器、加热器、搅拌器

等组成。为对恒温槽的性能进行测试，图中还包括一套热敏电阻测温装置。

恒温槽主要部件如下：

1.浴槽包括容器和液体介质。根据实验要求选择容器大小，一般选择10L或20L圆形玻璃缸作为容器。若设定温度与室温差距较大，则应对整个缸体保温，以减少热量传递，提高恒温精度。恒温槽液体介质根据控温范围选择，本实验采用去离子水为工作介质，若恒温在50℃以上时，可在水面上加一层液体石蜡，避免水分蒸发。

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实验一　恒温槽装配和性能测试

【目的要求】

1、了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握其装配和调试的基本技术

2、绘制恒温槽的灵敏度曲线（温度——时间曲线），学会分析恒温槽的性能

3、掌握精密数字温度温差仪、继电器及接触温度计的基本测量原理和使用方法

【基本原理】

物质的物理化学性质，如粘度、密度、蒸气压、表面张力、折光率等都随温度而改变，要测定这些性质必须在恒温条件下进行。一些物理化学常数如平衡常数、化学反应速率常数等也与温度有关，这些常数的测定也需恒温，因此，掌握恒温技术非常必要。

恒温控制可分为两类，一类是利用物质的相变点温度来获得恒温，但温度的选择受到很大限制;另外一类是利用电子调节系统进行温度控制，此方法控温范围宽、可以任意调节设定温度。

恒温槽是实验工作中常用的一种以液体为介质的恒温装置，根据温度控制范围，可用以下液体介质:-60度～30度用乙醇或乙醇水溶液;0度～90度用水;80度～160度用甘油或甘油水溶液;70度～300度用液体石蜡、汽缸润滑油、硅油。

恒温槽是由浴槽、电接点温度计、继电器、加热器、搅拌器和温度计组成，具体装置示意图见上图。继电器必须和电接点温度计、加热器配套使用。电接点温度计是一支可以导电的特殊温度计，又称为接触温度计。它有两个电极，一个固定与底部的水银球相连，另一个可调电极D是金属丝，由上部伸入毛细管内。顶端有一磁铁，可以旋转螺旋丝杆，用以调节金属丝的高低位置，从而调节设定温度。当温度升高时，毛细管中水银柱上升与一金属丝接触，两电极导通，使继电器线圈中电流断开，加热器停止加热;当温度降低时，水银柱与金属丝断开，继电器线圈通过电流，使加热器线路接通，温度又回升。如此，不断反复，使恒温槽控制在一个微小的温度区间波动，被测体系的温度也就限制在一个相应的微小区间内，从而达到恒温的目的。

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恒温槽的装配与性能测定

PB10207067 王暮寒

中国科学技术大学生命科学学院

wangmh@mail.ustc.edu.cn

【摘要】本实验通过测量恒温槽恒温后温度随时间的微小波动，分析其灵敏度等性能参数，并且掌握恒温槽的装配及恒温原理。

【关键词】恒温槽 灵敏度 控温

【正文】

一，前言

 在许多物理化学实验中，由于待测的数据如折射率、粘度、电导、蒸汽压、电动势、化学反应的速度常数、电离平衡常数等都与温度有关。因此，这些实验都必须在恒温的条件下进行，这就需要各种恒温的设备。通常用恒温槽来控制温度，维持恒温。一般恒温槽的温度都相对的稳定，多少总有一定的波动，大约在±0.1℃，如果稍加改进也可达到0.01℃，要使恒温设备维持在高于室温的某一温度，就必须不断补充一定的热量，使由于散热等原因引起的热损失得到补偿。恒温槽之所以能够恒温，主要是依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。当恒温槽的热量由于对外散失而使其温度降低时，恒温控制器就驱使恒温槽中的电加热器工作，待加热到所需要的温度时，它又会使其停止加热，使恒温槽温度保持恒定。本实验即研究电磁继电器控恒温槽的灵敏度等性能。

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实验一   恒温水浴的组装及其性能测试

一、目的要求

1.了解恒温水浴的构造及其工作原理，学会恒温水浴的装配技术。

2.测绘恒温水浴的灵敏度曲线。

3.掌握数字贝克曼温度计的使用方法。

二、实验原理

在许多物理化学实验中，由于待测的数据如折射率、粘度、电导、蒸气压、电动势、化学反应的速率常数、电离平衡常数等都与温度有关。因此，这些实验都必须在恒温的条件下进行．这就需要各种恒温的设备。通常用恒温槽来控制温度，维持恒温。一般恒温槽的温度都是相对的稳定．多少总有一定的波动，大约在±0.1℃，如果稍加改进也可达到0.01℃，要使恒温设备维持在高于室温的某一温度，就必须不断补充一定的热量，使由于散热等原因引起的热损失得到补偿。恒温槽之所以能够恒温，主要是依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。当恒温槽的热量由于对外散失而使其温度降低时，恒温控制器就驱使恒温槽中的电加热器工作。待加热到所需要的温度时，它又会使其停止加热，使恒温槽温度保持恒定。

恒温槽的装置是多种多样的。它主要包括下面的几个部件：敏感元件，也称感温元件；控制元件；加热元件。感温元件将温度转化为电信号而输送给控制元件，然后由控制元件发出指令，让电加热元件加热或停止加热。

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实验一  恒温槽的装配与性能测定

PB07007320 胡焕婷 中国科大地空系

【摘要】

  本实验对恒温槽的构造、恒温原理及其装配和调试的基本技术进行探讨。通过绘制恒温槽灵敏度曲线(温度—时间曲线)，分析恒温槽的性能，并探讨贝克曼温度计和温控仪的调试与使用方法。

【Abstract】

  In this experiment, we choose different conditions (difference in temperature margin and heat voltage) to examine the fluctuate of the temperature of the thermostat, in order to analyzed the factors taking effect on the sensitivity of the thermostat and grasp its theory and the method to operate this equipment.

【关键词】

  恒温槽      灵敏度曲线     贝克曼温度计    温控仪

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            恒温槽的装配和性能测试

一、实验目的：
1.了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握其装配和调试的基本技术。
2.绘制恒温槽灵敏度曲线。
3.掌握水银接点温度计，继电器的基本测量原理和使用方法。
4.掌握乌氏粘度计的构造和使用方法。
二、实验原理：
恒温槽使实验工作中常用的一种以液体为介质的恒温装置。用液体作介质的优点是热容量大和导热性好，从而使温度控制的稳定性和灵敏度大为提高。
根据温度控制的范围，可采用下列液体介质：
-60℃~30℃—乙醇或乙醇水溶液；0℃~90℃—水；80℃~160℃—甘油或甘油水溶液；70℃~200℃—液体石蜡、汽缸润滑油、硅油。

三、实验装置

四、实验步骤：
（一）恒温槽操作步骤：
1、根据所给元件和仪器，安装恒温槽，并接好线路。经教师检查完毕，方可接通电源。
2、槽体中放入约4/5容积的蒸馏水。
3、旋松水银接点温度计上端的调节帽上的固定螺丝，旋转调节帽，使水银接点温度计的温度较希望控制的温度低一定温度，打开搅拌器，继电器。然后加热。加热过程中要严格观察恒温槽中的精密温度计，以防实际温度超过设定温度。
4、仔细观察恒温槽中的精密温度计，根椐其与控制温度差值的大小，进一步旋转调节帽来调节接点温度计，反复进行，直到实际温度在设定温度的一定范围内波动。调节时刚开始可以调节幅度大些，当实际温度快接近设定温度时，调节幅度要很小，不然很容易冲温。
5、将调节帽固定螺丝旋紧，使之不再转动。
6、记录温度随时间的变化值，以时间作为横坐标，实际温度与设定温度的温差作为纵坐标，绘制恒温槽灵敏度曲线。
7、实验完毕后，关闭电源，整理实验台。
8、注意：加热时最后插加热管的插头，关闭电源时首先拔掉加热管的插头。
（二）、粘度计操作步骤：
1、将粘度计垂直夹在恒温槽内，将纯水自A管注入粘度计内，恒温5分钟左右，夹紧C管上连结的乳胶管，同时在连接B管制乳胶管上接洗耳球慢慢抽气，待液体升至G球的1/2左右时停止。打开C管乳胶管上夹子使毛细管内液体同D球分开，用秒表测定液面在a，b两线间移动所需时间。
2、重复测定3次，每次误差不超过0.2~0.3秒，取平均值。
3、洗净烘干后，用同样的方法测定10%NaCl溶液的粘度。
4、实验完毕后，按开机相反的顺序关闭电源，整理实验台。五、注意事项
旋转调节帽时，速度宜慢。调节时应密切注意实际温度与所控温度的差别，以决定调节的速度。
1、每次旋转调节帽后，均应拧紧固定螺丝。
2、实验结束后，千万不要忘了拔掉加热电源。
3、粘度计必须洁净，测定时粘度计要垂直放置，否则影响结果的准确性。
六．思考题
1、如果当电源插头都插上，但温度却一直上升，请问故障可能出现在什么地方？
2、如果当电源插头都插上，但温度却不会上升，请问故障可能出现在什么地方？
3、计算粘度时要用到液体的密度，应该如何测量？

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恒温槽的装配和性能测试

丛乐 2005011007 生51班

实验日期：20##年10月27日星期六 提交报告日期：20##年11月3日星期六

助教老师：刘马林 同组实验同学：韩益平

1  引言

1.1实验目的

1．  了解恒温槽的原理，初步掌握其装配和调试的基本技术。

2．  分析恒温槽的性能，找出合理的最佳布局。

3．  掌握水银接点温度计、热敏电阻温度计、继电器、自动平衡记录仪的基本测量原理和使用方法。

1.2 实验原理

许多物理化学实验都需要在恒温条件下进行。欲控制被研究体系的某一温度，通常采取两种方法：一是利用物质相变时温度的恒定性来实现，叫介质浴。如：液氮（-195.9℃）、冰－水（0℃）、沸点水（100℃）、干冰－丙酮（-78。5℃）、沸点萘（218℃）等等。相变点介质浴的最大优点是装置简单、温度恒定。缺点是对温度的选择有一定限制，无法任意调节。另一种是利用电子调节系统，对加热或制冷器的工作状态进行自动调节，使被控对象处于设定的温度之下。

本实验讨论的恒温水浴就是一种常用的控温装置，它通过继电器、温度调节器（水银接点温度计）和加热器配合工作而达到恒温的目的。其简单恒温原理线路如图2-1-1所示。当水槽温度低于设定值时，线路I是通路，因此加热器工作，使水槽温度上升；当水槽温度升高到设定值时，温度调节器接通，此时线路II为通路，因电磁作用将弹簧片D吸下，线路I断开，加热器停止加热；当水槽温度低于设定值时，温度调节器断开，线路II断路，此时电磁铁失去磁性，弹簧片回到原来的位置，使线路I又成为通路。如此反复进行，从而使恒温槽维持在所需恒定的温度。

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