恒温槽的装配与性能测定

恒温槽的装配与性能测定化学物理系PB09206060彭星星化学物理系PB09206060彭星星摘要：恒温槽是物化实验中常用的维持温度恒定的仪器。本实验旨在通过改变恒温槽的种类，功率，冷凝水等因素，绘制不同的温度波动曲线，从而对恒温槽的性能进行研究和评估。关键词:恒温槽灵敏度关键词:恒温槽灵敏度Abstract:Thisexperimentisdesignedtothrowlightuponsomeofthemajorfactorsindeterminingtheperformanceaswellassensitivityofthermostaticchambers.MoredataarecollectedbycomparingtheHK-2Athermostaticbathwithathermometer-controlledthermostaticchamber.一、实验简介由于在许多物理化学实验中，待测的数据与温度有关，因此，这些实验要求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，大约在土0.1°c，如果稍加改进也可达到0.01r，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。恒温槽的装置是多种多样的。它主要包括下面的几个部件：1敏感元件，也称感温元件；2控制元件；3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。图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-温度计。恒温槽灵敏度的测定是在指定温度下观察温度的波动情况。也可在同一温度下改变恒温槽内各部件的布局来测量，从而找出恒温槽的最佳和最差布局。也可选定某一布局，改变加热器电压和搅拌速度测定对恒温槽温度波动曲线的影响。出于安全考虑，本实验并未要求装配恒温槽，只要求测定所给恒温槽的性能。二、实验部分实验仪器：恒温槽一台7151-DM型控温仪电子继电器一个调压器一个电子数字温差计个计算机一台实验步骤:1、 熟悉恒温槽的构造及其工作原理。2、 设定测试温度为25°C。3、 先内接电路，测试恒温槽自身的性能；后接电子继电器作为控制器，分别将调压器调节为175V和100V两个加热电压，等继电器不断地开关跳动表现恒温以后，测量温差AT与时间t的变化曲线；4、 接通冷凝水，加热电压为100V时，冷凝水温度设到21C，其余设定16C，重复第3步，分别测量温差AT与时间t的变化曲线。三、数据处理与结果分析将测得的数据利用Origin作图：1、图一是恒温槽自身的温差AT与时间t的变化曲线：图一 恒温槽自身的温差AT与时间t的变化曲线从图上看出，最高温度T=0.0190C，最低温度T=0.0060C1 2所以，恒温槽灵敏度为t=±〈—丁2=土0.00650C2可以看到，该恒温槽的稳定性是很好的，温度波动比较小。虽然变化看不出什么周期（也是由于波动太小），但如此小的波动对恒温槽的工作影响很小，温度控制很稳定。2、图二是电子继电器控制下175V加热电压时的温差-时间曲线：■B图二175V电子继电器控制下温差-时间变化曲线从图中读出温度的最大值t=0.1050C，T2=-0.1000C所以很稳槽的灵敏度为t=±!^£=±0.10250C2很容易看出相较于超级恒温槽，继电器恒温槽的稳定性要差得多。温

度波动较大，升温很快，幅度很大，周期很长，温度控制不稳定。3、图二是电子继电器控制下100V加热电压时的温差-时间曲线：-0.04--0.05--0.06--0.07--0.08--0.09--0.10-0.11--0.12-1000 2000 3000 4000 5000 6000A图三100V电子继电器控制下温差-时间变化曲线从图中读出温度的最大值T1=-0.0460C，T2=-0.115°C所以很稳槽的灵敏度为t=±〈—T=±0.03450C2与175V时相比，100V的继电器恒温槽的温度波动要小不少，周期也要短得多。电压降低，电热丝功率降低，升温时不至于过快过高。但与超级恒温槽相比，稳定性还是要逊色不少。4、图四是接29°C冷凝水后恒温槽自身的温差与时间曲线：

图四接29r冷凝水时恒温槽自身的温差-时间变化曲线从图中读出温度的最大值T1=0.0880C，T2=0.002°C所以很稳槽的灵敏度为t=±l^L=±0.0430c2加入冷凝水后，超级恒温水槽的温度波动变大了许多，周期也变长了。温度控制不如之前稳定了。5、接29°C冷凝水后电子继电器控制下175V加热电压时的恒温槽的温差与时间变化曲线：图五接29°C冷凝水175V电子继电器控制下温差-时间变化曲线从图中读出温度的最大值T1=0.025°C，T2=-0.167°C所以很稳槽的灵敏度为t=±"2=±0.096°c2加入冷凝水后，175V时的电子继电器恒温槽的温度波动反而变小了。这是因为加入冷凝水后，能够减缓之前过快的升温过程，使得温度升得不至于太高，减小温度的波动。6、接29C冷凝水后电子继电器控制下100V加热电压时的恒温槽的温差与时间变化曲线： Bl0.3-0.2-0.1-B'0.0-"八八八•^-0.2-I ■ I ■ I 'I 'I ■ I0 500 1000 1500 2000 2500A图六接21r冷凝水100V电子继电器控制下温差-时间变化曲线从图中读出温度的最大值T=-0.0930C，T2=-0.1750C所以很稳槽的灵敏度为t=±!^£=±0.0410c2加入冷凝水后，100V的电子继电器恒温槽也不如之前稳定了。综合以上各种情形，我们能得到三点结论：1、 超级恒温槽的控温效果要比电子继电器的控温效果好得多；2、 一定温度范围内，电压较低的继电器恒温槽的控温效果要比高电压的好；3、 加入冷凝水后温度的波动趋于变