CN213400174U

CN213400174U - 一种多功能热学综合实验仪

Info

Publication number: CN213400174U
Application number: CN202022092435.7U
Authority: CN
Inventors: 王震; 覃爱民; 叶旭; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: Hangzhou Dahua Apparatus Manufacture Co ltd
Current assignee: Hangzhou Dahua Apparatus Manufacture Co ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2030-09-22

Abstract

本实用新型公开了一种多功能热学综合实验仪，包括热学综合实验控制器、透光真空管式炉、温度控制器和连接导线；所述热学综合实验控制器、透光真空管式炉和温度控制器通过连接导线互相连接；所述热学综合实验控制器上设有信号源、频率表、电压表、电源模块以及多种待测模块；所述透光真空管式炉位于底板上，所述底板上设有支架、锁紧机构、转接插座以及加热电流插座；所述温度控制器设有温度控制表、Pt100传感器输入插座、加热电流输出插座、加热电流调节旋钮、加热控制开关和电流表；所述温度控制器可以控制所述透光真空管式炉的温度和加热速度。本实用新型具有结构紧凑、测试功能全面、测试精度高等特点。

Description

一种多功能热学综合实验仪

技术领域

本实用新型涉及物理实验装置测试领域，具体涉及一种多功能热学综合实验仪。

背景技术

热学综合实验仪是物理教学中常用的一种仪器，其常用功能是测量不同温度时热敏电阻的阻值。然而，随着物理教学的不断深入发展，包括材料温度传感器的特性测量、材料的电阻与温度关系特性测量、铁磁材料居里点的测量以及金属材料的热膨胀系数的测量等项目，都是教学中非常重要的内容，同时对材料基本性能的判断起着非常重要的参考作用。

目前，现有的热学综合实验仪种类较少，且测试功能较为单一，并且在核心部件-加热管温度控制往往不够精准，导致实验过程费时费力，且获得的数据也不够精确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多功能热学综合实验仪，具有结构紧凑、测试功能全面、测试精度高等特点，通过基于透光真空管式炉的组合式式设计，同时配合热学综合实验控制器和温度控制器等装置，可开展测量半导体NTC热敏电阻阻值与温度的关系、电流型集成温度传感器AD590的特性测量、PN结温度传感器的特性测量、铂电阻Pt100温度特性测量、铁磁材料居里温度的测定、金属材料的热膨胀系数测定以及可以自由拓展其它温度传感器特性测量或者开展其它需要可视性变温环境的物理化学实验等，可广泛用于物理教学及科研测试领域。

为了实现上述目的，本实用新型采取以下的技术方案：一种多功能热学综合实验仪，包括热学综合实验控制器、透光真空管式炉、温度控制器和连接导线；所述热学综合实验控制器、透光真空管式炉和温度控制器通过连接导线互相连接；所述热学综合实验控制器上设有信号源、频率表、电压表、电源模块以及多种待测模块；所述透光真空管式炉位于底板上，所述底板上设有支架、锁紧机构、转接插座以及加热电流插座；所述温度控制器设有温度控制表、Pt100传感器输入插座、加热电流输出插座、加热电流调节旋钮、加热控制开关和电流表；所述温度控制器可以控制所述透光真空管式炉的温度和加热速度。

作为一种改进，所述待测模块包括NTC热敏电阻测量模块、PN结测量模块、AD590测量模块和PT100测量模块。

作为一种改进，所述透光真空管式炉采用透光薄膜电阻加热源结构，同时设有两层透明玻璃管，两层透明玻璃管中间抽真空。

作为一种改进，所述透光真空管式炉控温范围为室温至110℃，分辨率为 0.1℃。

作为一种改进，所述加热电流输出插座通过连接导线与所述透光真空管式炉的加热电流插座相连。

作为一种改进，所述多功能热学综合实验仪还包括待测温度传感器、待测铁磁材料样品、待测金属样品以及千分表。

作为一种改进，所述底板为铝合金材质，底部中间设有U型槽。

本实用新型的有益效果：一种多功能热学综合实验仪，结构紧凑、热学测试功能全面、测试精度高等特点；通过综合热学综合实验控制器、透光真空管式炉和温度控制器三个部件，配合测温度传感器、待测铁磁材料样品、待测金属样品以及千分表，并通过连接导线将它们按要求相连，使得本多功能热学综合实验仪具有可实现测量半导体NTC热敏电阻阻值与温度的关系、电流型集成温度传感器AD590的特性测量、PN结温度传感器的特性测量、铂电阻Pt100温度特性测量、铁磁材料居里温度的测定、金属材料的热膨胀系数测定等多项实验；通过采用透光真空管式炉，使得试验保温效果更好，待测试样内部温度更加均匀，有效提高了实验精度。

附图说明

图1是本实用新型热学综合实验控制器的面板示意图；

图2是本实用新型透光真空管式炉的结构示意图；

图3是本实用新型温度控制器的面板示意图。

图中：1、热学综合实验控制器；2、透光真空管式炉；3、温度控制器； 4、信号源；5、频率表；6、电压表；7、电源模块；8、底板；9、支架；10、锁紧机构；11、转接插座；12、加热电流插座；13、温度控制表；14、Pt100 传感器输入插座；15、加热电流输出插座；16、加热电流调节旋钮；17、加热控制开关；18、电流表；19、NTC热敏电阻测量模块；20、PN结测量模块； 21、AD590测量模块；22、PT100测量模块。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种多功能热学综合实验仪，包括热学综合实验控制器1、透光真空管式炉2、温度控制器3和连接导线；所述热学综合实验控制器1、透光真空管式炉2和温度控制器3通过连接导线互相连接；所述热学综合实验控制器1上设有信号源4、频率表5、电压表6、电源模块7 以及多种待测模块；所述透光真空管式炉2位于底板8上，所述底板8上设有支架9、锁紧机构10、转接插座11以及加热电流插座12；所述温度控制器 3设有温度控制表13、Pt100传感器输入插座14、加热电流输出插座15、加热电流调节旋钮16、加热控制开关17和电流表18；所述加热电流输出插座 15通过连接导线与所述透光真空管式炉2的加热电流插座12相连；所述温度控制器3可以控制所述透光真空管式炉2的温度和加热速度，从而实现待测试样在不同温度和加热速度下的电阻、体积等参数的变化；所述多功能热学综合实验仪还包括待测温度传感器、待测铁磁材料样品、待测金属样品以及千分表，以完成整个实验数据的测量和采集。

进一步地，所述待测模块包括NTC热敏电阻测量模块19、PN结测量模块 20、AD590测量模块21和PT100测量模块22，可实现半导体NTC热敏电阻阻值与温度的关系、电流型集成温度传感器AD590的特性测量、PN结温度传感器的特性测量、铂电阻Pt100温度特性测量、铁磁材料居里温度的测定、金属材料的热膨胀系数测定等多项实验；具体的，上述实验需要通过测温度传感器、待测铁磁材料样品、待测金属样品以及千分表等组件配合完成。

进一步地，所述透光真空管式炉2采用透光薄膜电阻加热源结构，同时设有两层透明玻璃管，两层透明玻璃管中间抽真空，具有保温效果好、内部温度均匀等特点；具体的，所述透光真空管式炉2的控温范围为室温至110℃，分辨率为0.1℃，从而更好地满足实验精度的要求。

进一步地，所述底板8为铝合金材质，底部中间设有U型槽，高强度铝合金材质既可提供透光真空管式炉2良好支撑作用，同时又具有质量轻、不生锈等特性，保证透光真空管式炉2具有更长的使用寿命。

本实用新型的多功能热学综合实验仪，具有结构紧凑、热学测试功能全面、测试精度高等特点；具体举例如下，通过热学综合实验控制器、透光真空管式炉、温度控制器、连接导线和NTC/AD590测试板，完成测试负温度系数(NTC)热敏电阻的阻值与温度的关系，具体步骤如下：

1、将PT100测温板安置于透光真空管式炉2一端，将其输出航空插座与温度控制器3的Pt100传感器插座14对应连接起来；将温度控制器的加热电流输出插座15与透光真空管式炉2的加热电流插座12 对应相连；将NTC/AD590测试板安置于透光真空管式炉2的另一端，并将NTC输出插孔与热学综合控制器面板中对应的NTC插孔相连；

2、按电路图要求接线，电压表选择2V档；从室温起开始测量，然后每隔5.0℃设定一次温控器，待温度稳定后(2分钟内温度变化在± 0.1℃以内)，测量热敏电阻上对应电压URT(纽子开关打向Vo1)以及取样电阻R(1000Ω)上电压Ur(纽子开关打向Vo2)，计入表中，根据公式求出RT与温度t的关系；

3、根据上述关系作lnRT-(1/T)直线图，用直线拟合，由斜率即可求出常数B，具体对应如下表实验数据。

t(℃)	U<sub>RT</sub>(V)	U<sub>R</sub>(V)	R(Ω)	R<sub>T</sub>＝R*U<sub>RT</sub>/U<sub>R</sub>(Ω)	Ln(R<sub>T</sub>)	T(K)	1/T(1/K)
								30	0.4822	0.4166	1000	1157.5	7.05	303.15	0.003299
40	0.3339	0.4303	1000	776	6.65	313.15	0.003193
								50	0.2329	0.4394	1000	530	6.27	323.15	0.003095
60	0.164	0.4456	1000	368	5.91	333.15	0.003002
								70	0.1182	0.4498	1000	262.8	5.57	343.15	0.002914
80	0.0861	0.4527	1000	190.2	5.25	353.15	0.002832
								90	0.0626	0.5174	1000	121	4.80	363.15	0.002754
100	0.0462	0.5024	1000	92	4.52	373.15	0.00268

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种多功能热学综合实验仪，其特征在于，包括热学综合实验控制器(1)、透光真空管式炉(2)、温度控制器(3)和连接导线；所述热学综合实验控制器(1)、透光真空管式炉(2)和温度控制器(3)通过连接导线互相连接；所述热学综合实验控制器(1)上设有信号源(4)、频率表(5)、电压表(6)、电源模块(7)以及多种待测模块；所述透光真空管式炉(2)位于底板(8)上，所述底板(8)上设有支架(9)、锁紧机构(10)、转接插座(11)以及加热电流插座(12)；所述温度控制器(3)设有温度控制表(13)、Pt100传感器输入插座(14)、加热电流输出插座(15)、加热电流调节旋钮(16)、加热控制开关(17)和电流表(18)；所述温度控制器(3)可以控制所述透光真空管式炉(2)的温度和加热速度。

2.根据权利要求1所述的多功能热学综合实验仪，其特征在于，所述待测模块包括NTC热敏电阻测量模块(19)、PN结测量模块(20)、AD590测量模块(21)和PT100测量模块(22)。

3.根据权利要求1所述的多功能热学综合实验仪，其特征在于，所述透光真空管式炉(2)采用透光薄膜电阻加热源结构，同时设有两层透明玻璃管，两层透明玻璃管中间抽真空。

4.根据权利要求3所述的多功能热学综合实验仪，其特征在于，所述透光真空管式炉(2)控温范围为室温至110℃，分辨率为0.1℃。

5.根据权利要求1所述的多功能热学综合实验仪，其特征在于，所述加热电流输出插座(15)通过连接导线与所述透光真空管式炉(2)的加热电流插座(12)相连。

6.根据权利要求1所述的多功能热学综合实验仪，其特征在于，所述多功能热学综合实验仪还包括待测温度传感器、待测铁磁材料样品、待测金属样品以及千分表。

7.根据权利要求1所述的多功能热学综合实验仪，其特征在于，所述底板(8)为铝合金材质，底部中间设有U型槽。