实验1 恒温槽的装配与性能的测定

恒温槽的装配与性能的测定

【摘要】

本实验通过测定恒温槽恒在不同条件下（不同加热电压）温度随时间的波动情况，分析影响恒温槽灵敏度的因素，并在实验过程中初步掌握恒温槽的装配及恒温原理。【Abstract】

In this experiment, we choose different conditions (difference in 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】

恒温槽加热电压灵敏度

【Keywords】

thermostat heat voltage sensitivity

【前言】

在许多物理化学实验中，待测数据如折射率、粘度、电导、蒸汽压等都与温度有关，这些实验都要在恒温条件下进行，通常用恒温槽设备来控制温度，目前恒温槽主要靠恒温控制器控制电加热器工作，温度都是相对的稳定，多少总有一定的波动。所以在实验过程中，恒温槽的灵敏度很重要，测量恒温槽的灵敏度对分析实验结果，以及对恒温槽的改进都有着重要的意义。本实验就是通过电磁继电器控恒温槽灵敏度的测量，并进行讨论，来研究恒温槽的改进。

【实验过程】

一、实验原理

恒温槽通过电子及电器对加热器自动调节，当恒温槽因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时，继电器控制加热器工作，到体系再次达到设定值时，又自动停止加热。加热过程中通过搅拌器使热量均匀。恒温控制器在控温的同时，精确地反映了被控温部位的温度值。图1-1即是一恒温装置。它由浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件、恒温控制器等组成。

图1-1 恒温槽装置图

1-浴槽2-加热器3-搅拌器4-温度计5-感温元件（热敏电阻探头）6-恒温控制器7-贝克曼温度计

二、实验仪器

仪器名称型号产地

电子继电器6402型(220V 50~ 10A) 通州市沪通实验仪器厂精密电子温差测量仪JDW－3F 南京大学应用物理研究所增力电动搅拌器JJ－1(40W) 江苏金坛市环宇科学仪器厂

调压变压器TDGC-1/0.5 天津市东风电器厂

恒温槽装置

三、实验步骤

1、将电脑主机及相关电源插座通电，熟悉各部件功能（已经装配好）；

2、使用恒温槽内置的恒温控制器，将温度调为30℃，将电子温差测量仪

置零打自己的测量通道，进行测量，并不时的用ORIGIN 作图，当图显示

一定的规律时即可停止测量；

3、将恒温装置换为由电子继电器控制的恒温装置，将温度仍调为30℃，

电压调为175V，并将电子温差测量仪置零打开自己的测量通道，进行测量，

并不时的用ORIGIN 作图，当图显示一定的规律时即可停止测量；

4、同步骤3（注意要将电压调为100V）；

5、同步骤2（注意要将水循环装置打开）；

6、同步骤3（注意要将水循环装置打开）；

7、同步骤4（注意要将水循环装置打开）；

8、将所有数据上传并拷贝下来，进行处理分析。

四、实验结果

精密电子温差测量仪每秒钟记录4 个数据，在处理实验数据的过程中由于个别点误差较大，在作图的过程中已除去。

1、恒温槽内置恒温控制器（无循环水）30℃，温度变化-时间曲线如下：

图一、恒温槽内置恒温控制器（有循环水）30℃下温度差（℃）-时间（0.25）s关系图0-1500个点时仪器升温，温度差不稳定，取1500之后计算，则由origin读图知

最高温度t1=0.075℃，最低温度t2=0.066℃

T=±（t1-t2）/2=±0.0045℃

循环周期t=68s

分析：升温过程结束后，恒温槽内的温度始终在30℃边细微变化，变化的数值较小。可以看出恒温槽内置恒温控制器灵敏度很高，恒温效果好。

2、继电器恒温控制器（无循环水）30℃电压175V，温度变化-时间曲线如下：

图二、继电器恒温控制器（无循环水）30℃电压175V下温度差（℃）-时间（0.25）s

关系图

由origin读图知

最高温度t1=0.235℃，最低温度t2=-0.024℃

T=±（t1-t2）/2=±0.1295℃

循环周期t=474s

分析：恒温槽通过电子及电器对加热器自动调节，当恒温槽因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时，继电器控制加热器工作，到体系再次达到设定值时，又自动停止加热。加热过程中通过搅拌器使热量均匀。恒温控制器在控温的同时，精确地反映了被控温部位的温度值。

3、继电器恒温控制器（无循环水） 30℃电压 100V，温度变化-时间曲线如下：

图三、继电器恒温控制器（无循环水）30℃电压100V温度差（℃）-时间（0.25）s关

系图

由origin读图知

最高温度t1=0.000℃，最低温度t2=-0.099℃

T=±（t1-t2）/2=±0.0495℃

循环周期t=205s

分析：相比于175V电压，100V电压下恒温槽温度波动小，恒温效果佳

4、恒温槽内置恒温控制器（有循环水）30℃，温度变化-时间曲线如下：

图四、恒温槽内置恒温控制器（有循环水）30℃温度差（℃）-时间（0.25）s关系图

前1000个点是升温状态，取1000之后的点

由origin读图知

最高温度t1=0.160℃，最低温度t2=0.051℃

T=±（t1-t2）/2=±0.0545℃

循环周期t=96s

相比于恒温槽内置恒温控制器（无循环水）30℃下恒温槽温度波动大，恒温效果差，说明使用恒温槽自带恒温器时，循环水（温度低于30℃）会影响恒温槽恒温精确度。

5、继电器恒温控制器（有循环水）30℃电压175V，温度变化-时间曲线如下：