CN102800226A - 实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器 - Google Patents

Abstract

实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，涉及一种物理实验仪器，磁力加热搅拌器外壳内按装有旋转磁铁、加热器、变阻器、12V直流电机及220V转12V电源构成的电路；数显温度阻值装置外壳的一个侧面设有数显温度阻值的显示面板，显示面板包括数码温度显示管，数码阻值显示管、热敏电阻的插孔及数显温度阻值装置电源开关；温度传感器外壳内装有一个电桥电路和一个信号放大电路；在温度传感器外壳的一个侧面设有温度传感器显示面板，该显示面板上设有温度传感器电源开关、调节输入端插孔、V调节旋钮、调零旋钮、热敏电阻插孔、输出端插孔。本发明准确观测到热敏电阻阻值与温度特性关系，有利于实验者掌握热敏电阻特性。

Description

实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器

技术领域

 本发明涉及一种物理实验仪器，特别是涉及一种实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器。

背景技术

目前，各个高校的大学物理实验中，普遍开设传感器实验研究。温度传感器是实验改革的一个新点。因为温度热敏电阻发展最为迅速，由于其性能得到不断改进，稳定性已大为提高，温度传感器应用极其广泛。一些高校应用TS-A温度传感器技术实验仪、HJ-3恒温磁力搅拌器、电阻箱、数字电压表进行温度传感技术实验研究，该实验需要配套一个水银温度计（0～100℃）和一个烧杯（盛少量变压器油）组成。

磁力加热搅拌器是温度传感实验的重要仪器，通过对热敏电阻均匀加热，很好的研究其温度的特性。磁力加热搅拌器是通过电磁效应驱动搅拌子进行搅拌和电磁的热效应进行加热，通过控制电流大小控制搅拌的速度和加热的温度。磁力搅拌器的工作原理是由微电机带动耐高温强力磁铁旋转产生旋转磁场，来驱动容器内的搅拌子转动，以达到对容器内液体进行搅拌的目的。同时还可以对溶液进行同步加热，从而使溶液在设定的温度中的得到充分的混合、反应。

一般的磁力搅拌器都具有搅拌和加热作用。具体作用表现为：①使反应物混合均匀，使温度均匀；②在一个密闭的容器中加热，需要防止暴沸，例如在蒸馏过程中，可以加入沸石，也可以用磁力搅拌器；③加快反应速度，或者蒸发速度，缩短时间。在大学物理的温度传感实验中，主要是利用其均匀加热的作用。

温度传感实验中，磁力加热搅拌器主要是对热敏电阻进行加热，从而使电阻的温度均匀的上升，将热敏电阻和0～100℃的水银温度计放入恒温变压器油（或水浴锅）中，温度计与热敏电阻靠在一起，从25℃开始，每隔5℃用数字万用表测量热敏电阻的阻值，直到75℃为止。利用水银温度计观察其温度的变换，同时利用数字万用表测出热敏电阻随温度变化的阻值，这样会产生三方面的缺点：

（1）容器和温度计易被损坏

磁力搅拌器在加热的过程中，水银温度计装有水银的一端会插在被加热的液体中，同时搅拌子也会在容器中高速旋转，在这个过程中，搅拌子可能会碰到温度计的水银端或热敏电阻，破坏了搅拌子原有的旋转，使容器容易被高速抛出的搅拌子打碎，也可能打碎温度计，使水银流出来，危害实验者的健康。

（2）读取温度不准确

水银温度计竖直插在容器中，要求实验者平视水银柱刻度来读取温度。可是在实际的实验中，实验者由于操作不当，出现俯视或者仰视水银柱的情况，这样实验数据就读的不准确。

（3）热敏电阻的阻值测量不准确

由于实验都是学生自己独立完成，利用温度计测量热敏电阻温度的操作，很容易温度计与热敏电阻在变压器油中没有处在同一深度，因此，造成温度计不能准确测量热敏电阻温度的现象，造成测量误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，利用数显温度阻值装置进行实验研究，达到准确观测到热敏电阻阻值与温度特性关系的目的。有利于实验者掌握热敏电阻特性。有利于温度传感器实验传感器电压与温度特性的准确进行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，所述搅拌器包括有磁力加热搅拌器、数显温度阻值装置和温度传感器，磁力加热搅拌器外壳内按装有旋转磁铁、加热器、变阻器、12V直流电机及220V转12V电源构成的电路；磁力加热搅拌器外壳的一个侧面设有磁力加热搅拌器显示面板，显示面板上设有调节转速的调节旋钮、电源开关、加热开关；数显温度阻值装置外壳的一个侧面设有数显温度阻值的显示面板，显示面板包括数码温度显示管，数码阻值显示管、热敏电阻的插孔及数显温度阻值装置电源开关；温度传感器外壳内装有一个电桥电路和一个信号放大电路；在温度传感器外壳的一个侧面设有温度传感器显示面板，该显示面板上设有温度传感器电源开关、调节输入端插孔、V调节旋钮、调零旋钮、热敏电阻插孔、输出端插孔。

所述的实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，所述磁力加热搅拌器的上面装有支架和镀铬加热托盘，在支架上安装升降杆，在升降杆的一端装有胶皮夹，金属夹夹住包裹热敏电阻的金属筒，热敏电阻安装在金属筒内最底端，热敏电阻与金属筒相接触，热敏电阻的两端各引出两根导线，加热托盘上安有一个烧杯，杯内装有溶液和搅拌子，金属筒的下端插入到溶液中。

所述的实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，所述数显温度阻值装置外壳内装有实现数显功能的电路，将热敏电阻的两个触头插入到仪器的插孔中；

所述的实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，所述温度传感器外壳显示面板的背面设有调节电路中电阻参数的旋钮。

本发明的优点与效果是：

1.由于选择利用数显温度阻值装置进行实验研究，可以达到非常准确观测到热敏电阻阻值与温度特性关系的目的。有利于实验者掌握热敏电阻特性。

2.同时，由于实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器的引入，有利于温度传感器实验传感器电压—温度特性的准确进行。实验仪器改进符合我国大学物理实验教学改革的实验方向需求。

附图说明

图1为实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器的结构示意图；

图2为实验用数显温度阻值装置内部电路方框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

附图部件编号为：1磁力加热搅拌器，1支架，3升降杠杆，4胶皮夹，5烧杯，6包裹热敏电阻的金属壳，7溶液（水或变压器油），8电炉子托盘，9数显温度阻值装置显示面板，10数显温度显示屏，11数显阻值显示屏，12温度传感器，13温度传感器显示面板，14温度传感器电源开关，15输出端插孔，16调零旋钮，17热敏电阻插孔，18调节输入端插孔，19 V调节旋钮，20热敏电阻插孔，21电源开关，22加热开关，23电源开关，24转数调节旋钮，25磁力加热搅拌器显示面板。

本发明包括磁力加热搅拌器、数显温度阻值装置和温度传感器。磁力加热搅拌器外壳内装有一块旋转磁铁、加热器、变阻器、12V直流电机、220V转12V电源构成的电路。在磁力加热搅拌器外壳的一个侧面为磁力加热搅拌器显示面板，在该显示面板上设有调节转速的调节旋钮、电源开关、加热开关。在磁力加热搅拌器的上面装有支架和镀铬加热托盘，在支架上安装升降杆，在升降杆的一端装有胶皮夹，利用金属夹夹住包裹热敏电阻的金属筒，热敏电阻安装在金属筒内最底端，热敏电阻与金属筒相接触，热敏电阻的两端各引出两根导线，在加热托盘上安有一个烧杯，杯内装有溶液（水或变压器油）和搅拌子，金属筒的下端插入到溶液中。

数显温度阻值装置壳的一个侧面为数显温度阻值的显示面板，该显示面板包括数码管显示温度（℃）部分，数码管显示阻值（kΩ）部分，热敏电阻的插孔，数显温度阻值装置电源开关（需要四节五号电池作为电源，带动单片机工作和数码管显示）。在数显温度阻值装置外壳内装有实现数显功能的电路，利用C语言进行编写程序，再利用Keil软件将程序输入到单片机中，将热敏电阻的两个触头插入到仪器的插孔中，打开电源开关，就可以把热敏电阻的阻值和此时的温度精确地显示在数码管上了。

温度传感器外壳内装有一个电桥电路和一个信号放大电路。在温度传感器外壳的一个侧面为温度传感器显示面板，在该显示面板上设有温度传感器电源开关，调节输入端插孔，V调节旋钮，调零旋钮，热敏电阻插孔，输出端插孔。在温度传感器外壳显示面板的背面，设有调节电路中电阻参数的旋钮。 

实施例：

首先，将热敏电阻两端各一根导线插入到数显温度阻值装置上热敏电阻插孔，打开数显温度阻值装置电源开关，利用该装置准确数显热敏电阻的温度和阻值，数码管显示温度（℃）部分，数值能精确到小数点后两位，数码管显示阻值（kΩ）部分，数值能精确到小数点后四位。

然后，利用磁力加热搅拌器和数显温度阻值装置联合使用，进行热敏电阻阻值─温度特性的准确测量。操作时，将磁力加热搅拌器的转速调节旋钮先调制到转速最慢，当磁力加热搅拌器电源开关打开，搅拌子开始搅拌，再慢慢加速，一般调节到中速即可，当溶液搅拌均匀，打开加热开关，溶液开始升温，溶液中金属筒包裹的热敏电阻也随之升温，并通过导线连接到数显温度阻值装置实时观察热敏电阻的温度和相应的阻值。

最后，利用磁力加热搅拌器、数显温度阻值装置和温度传感器联合使用，进行温度传感技术实验，完成传感器电压—温度特性的测定。实验时，打开温度传感器电源，利用实验记录的关键温度时阻值，通过电路分析，确定电路中的电阻参数，并利用温度传感器上相应的调节旋钮进行电阻参数和电压参数的调节，当调节好电路参数，就可以将热敏电阻的另外两根导线连接到传感器电路的热敏电阻插孔，开始利用磁力加热搅拌器加热热敏电阻，利用数显温度阻值装置观察温度，利用温度传感器电路输出端所连接万用表的电压档位观察传感器电压随温度的变换规律。

Claims (4)

1.实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，所述搅拌器包括有磁力加热搅拌器、数显温度阻值装置和温度传感器，其特征在于，磁力加热搅拌器外壳内按装有旋转磁铁、加热器、变阻器、12V直流电机及220V转12V电源构成的电路；磁力加热搅拌器外壳的一个侧面设有磁力加热搅拌器显示面板，显示面板上设有调节转速的调节旋钮、电源开关、加热开关；数显温度阻值装置外壳的一个侧面设有数显温度阻值的显示面板，显示面板包括数码温度显示管，数码阻值显示管、热敏电阻的插孔及数显温度阻值装置电源开关；温度传感器外壳内装有一个电桥电路和一个信号放大电路；在温度传感器外壳的一个侧面设有温度传感器显示面板，该显示面板上设有温度传感器电源开关、调节输入端插孔、V调节旋钮、调零旋钮、热敏电阻插孔、输出端插孔。

2.根据权利要求1所述的实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，其特征在于，所述磁力加热搅拌器的上面装有支架和镀铬加热托盘，在支架上安装升降杆，在升降杆的一端装有胶皮夹，金属夹夹住包裹热敏电阻的金属筒，热敏电阻安装在金属筒内最底端，热敏电阻与金属筒相接触，热敏电阻的两端各引出两根导线，加热托盘上安有一个烧杯，杯内装有溶液和搅拌子，金属筒的下端插入到溶液中。

3.根据权利要求1所述的实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，其特征在于，所述数显温度阻值装置外壳内装有实现数显功能的电路，将热敏电阻的两个触头插入到仪器的插孔中。

4.根据权利要求1所述的实验用数显温度阻值磁力加热搅拌器，其特征在于，所述温度传感器外壳显示面板的背面设有调节电路中电阻参数的旋钮。

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