物化实验报告：恒温槽的装配和性能测试

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1、恒温槽的装配和性能测试姓名：宋光学号：2006011931班级：化63同组实验者：茅羽佳赵舜婷实验日期：2008年11月20日提交报告日期：2008年12月4日实验老师：张荣俊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棊木技术。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木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，通常采収两种方法：一是利用物质相变时温度的恒定性來实现，叫介质浴。如：液氮(J95.

2、9°C)、冰一水(0°C)、沸点水(100°C).干冰一丙酮(-78.5°C)＞沸点蔡(218°C)等等。相变点介质浴的域大优点是装置简单、温度恒定。缺点是对温度的选择冇一定限制，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口动调氏使被控对彖处丁•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怛温的目的。其简单恒温原理线路如图2亠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吋，温度调节

3、器接通，此吋线路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，弹簧片回到原來的位置，使线路I乂成为通路。如此反复进行，从而使恒温槽维持在所需恒定的温度。220V图2-1-1恒温權丄作原理图1・加热器2.直流电顼3.温度调节幼恒温槽由浴槽、温度计、接点温度计、继电器、加热器、搅拌器等部件组成。如图2-1-2示。为了对恒温槽的性能进行测试，图小还包括一套热敏电阻测温装置。现将恒温槽主要部件简述如下。图2-1-2恒温槽装置图1.搅拌器2・浴槽3.电加热蛊

4、4.接点温度计5-热敏电阻温度计6.1/10弋温度计7.晶体管继电器8・自动记录仪9.调压器1•浴槽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或者20L的圆形玻璃缸做为容器。若设定温度少室温差距较大吋，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，如：乙醇或乙醇水溶液(・60—30°C)、水(0—100°0、甘汕或甘汕水溶液(80—160°C)、石蜡汕、硅汕(70—200€)。木实验采用去离了水为工作介质，如恒温在5O°C以上时，可在水面上加一层液体石蜡，避免水分蒸发。2.温度计观察

5、恒温浴槽的温度町选择V10cC水银温度计，测屋恒温槽灵敏度则采用热敏电阻测温装置。将热敏电阻与l/10°C温度计绑在一起，安装位置应尽量靠近被测系统。3.接点温度计(温度调节器)接点温度计乂称接触温度计或水银导电表，如图2-1-3所示。它的下半段是水银温度计，上半段是控制指示装置。温度计上部的毛细管内有一根金属丝和上半段的螺母相连，螺母套在一根氏螺杆上。顶部是磁性调节冒，当转动磁性调节冒时螺杆转动，可帯动螺付和金属丝上下移动，螺母在温度调廿指示标尺的位置就是耍控制温度的大致温度值。顶部引出的两根导线，分别接在水银温度计和上部金属丝上，这两根

6、导线再与继电器相连。当浴槽温度升高时，水银膨胀上升，与上面的金属丝接触，继电器内线圈通电产牛:磁场，加热线路弹赞片吸下，加热器停止加热。随着浴槽热量的散失，温度下降，水银收缩并与上面的金属丝脱离，继电器电磁效应消失，弹簧片回到原来位置，接通加热电路，系统温度I叫升。如此反复，从而使系统温度得到控制。需要注意的是，温度调节指示标尺的刻度一•般不是很准确，恒温槽温度的设定和测量需要V10°C温度计来完成。、:11/接触金属丝引出线沿度调节折示杯尺温度调节'捋示蜂母盘度标尺可调节金8^M点金只丝i水银球图2-1-3水银接触温度计示总图接点温度计是

7、恒温槽的重要部件，它的灵敏度对控温精度起着关键作用。2.继电器继电器与加热器和接点温度计和加热器相连，组成温度控制系统。实验室常用的继电器有品体管继电器和电子管继电器。典型的品体管继电器电路如图2・1・4所示，它是利川晶体管工作在截止区以及饱和区呈现的开关特性制成的。其工作过程是：当接点温度计「断开时时，比通过Rk给错三极管BG的基极注入正向电流lb，使BG饱和导通，继电器J的触点K闭合，接通加热电源。当温度升高至设定温度，接点温度计「接通，BG的基极和发射极被短路，使BG截至，触点K断开，加热停止。当继电器J线圈屮的电流突然变小时,会感生

8、出一个较高的反电动势，二极管D的作用是将它短•路，避免品体管被击穿。必须注意的是，晶体管继电器不能在高温下工作，因此不能用于烘箱等高温场合。图2-1-4晶体管继电器工作原理示意图