基本物理实验仪器的使用
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物理实验仪器使用方法说明书【注意事项】在使用物理实验仪器之前,请仔细阅读本说明书,严格按照操作步骤进行操作。
确保周围环境安全,避免任何可能导致人身伤害或设备损坏的行为发生。
【1. 导言】为了保证物理实验的准确性和操作的便捷性,我们特别为用户准备了这份物理实验仪器使用方法说明书。
本文将针对主要的实验仪器进行详细介绍和操作步骤指导,帮助用户更好地掌握实验仪器的使用方法。
【2. 仪器一:万用表】2.1 仪器概述万用表是一种常用的电工测量仪器,用于测量电压、电流、电阻等物理量。
它由表头、通电引线和测量档位旋钮组成。
2.2 操作步骤2.2.1 接通电源:使用正确的电源线将万用表与电源插座连接。
2.2.2 选择测量档位:根据需要测量的物理量选择合适的测量档位,通常使用自动档位以保证准确读数。
2.2.3 测试电压:将表头的两个探头分别接触待测电路的两个端点,读取表头上的电压数值。
2.2.4 测试电流:将电路中断断开,将万用表作为测量电流的电流表插入,注意正确连接电路,读取电流数值。
2.2.5 测试电阻:将被测电阻两端引线连接到万用表的测量端口上,并根据需要选择适当的测量档位,读取电阻数值。
【3. 仪器二:光电效应实验装置】3.1 仪器概述光电效应实验装置用于研究光电效应现象,包括测量光电效应产生的电压与电流之间的关系等。
3.2 操作步骤3.2.1 接通电源:使用正确的电源线将光电效应实验装置与电源插座连接。
3.2.2 调节光源:根据实验需要,选择合适的光源并调节其亮度。
3.2.3 测量电压与电流关系:将电压测量引线和电流测量引线分别与对应的接口连接,观察光照强度对电压和电流的影响。
【4. 仪器三:卡式示波器】4.1 仪器概述卡式示波器是一种常见的波形信号显示仪器,用于观测和测量各种电子设备产生的信号波形。
4.2 操作步骤4.2.1 接通电源:使用正确的电源线将卡式示波器与电源插座连接。
4.2.2 连接信号源:将被测信号源与示波器输入接口相连,确保连接稳定。
初中物理实验中的仪器使用技巧详解物理实验是初中物理学习的重要组成部分,通过实际操作,学生能更好地理解和应用物理原理。
在进行物理实验时,正确使用仪器是非常重要的。
本文将详细介绍初中物理实验中常见的仪器及其使用技巧。
一、万用表万用表是测量电压、电流和电阻的常用仪器。
在使用万用表时,首先应确保仪器处于合适的测量范围。
如测量电压,应选择合适的电压档位并将红表笔连接到被测电路的正极,黑表笔连接到负极;如果测量电流,应选择合适数量的电流档位并按正确的接线方法连接电流表。
测量电阻时,应先保证待测电阻处于断电状态,选择适当的电阻档位,将两个测量引线分别连接到被测电阻的两个端点上。
在测量过程中,要注意保持稳定的握持姿势,以避免误差的产生。
二、显微镜显微镜是观察微小物体的工具。
在使用显微镜前,首先要调整镜头和物镜的位置,使其与被观察物体处于同一平面。
其次,要先用低倍物镜进行初步观察,然后逐渐切换到较高倍的物镜进行进一步观察。
观察时要注意用旋钮精确对焦,同时保持显微镜的垂直与被观察物体平面。
在使用过程中要避免碰撞和触摸物镜以免损坏,同时注意保持显微镜的清洁。
三、光电效应实验器材光电效应是一种物质受光照射后产生电流的现象,用来研究光电效应的实验装置主要包括光电池、反射镜等。
在进行光电效应实验时,首先要确保实验装置的稳定性。
在调整光强时,应该保持光源与光电池之间的距离恒定,并且光强的调节要逐渐进行。
在测量光电效应电流时,应使用准直器使光线尽可能垂直地射入光电池,并使用合适的万用表或电流表进行测量。
实验完成后,要记得关闭光源,以免浪费能源和造成安全隐患。
四、电磁铁电磁铁是通过电磁吸引力产生磁场的一种设备。
在使用电磁铁时,首先要确保电源和电磁铁的连接正确,以避免电流过大引发意外事故。
其次,为了增加电磁吸引力,可以通过增加电流或通过堆叠多个绕组来增加线圈的匝数。
在使用电磁铁时,要注意控制电流的大小,避免长时间高电流通行造成电磁铁过热而损坏。
物理实验仪器的使用说明书一、引言本使用说明书旨在为用户提供物理实验仪器的详细操作指南,以确保用户能够正确、安全地使用仪器,从而获得准确可靠的实验结果。
在开始使用任何物理实验仪器之前,请仔细阅读本说明书,并按照指导进行操作。
二、仪器概述本物理实验仪器是一种先进的设备,可用于进行各种物理实验。
该仪器采用先进的技术和材料制造,具备高精度、高灵敏度和稳定性。
主要包括以下部分:1. 主机部分:包括控制面板、显示屏和操作按钮。
控制面板上设有各种参数显示、设置和调整功能。
2. 接口部分:用于与其他仪器或计算机进行连接,以实现数据传输、控制和分析功能。
3. 传感器部分:用于采集实验中所需的数据,包括温度、压力、电流、电压等等。
三、安全注意事项在操作本物理实验仪器之前,请务必了解以下安全注意事项,并确保严格遵守:1. 仅由受过训练并具备相关知识的人员操作本仪器,严禁未经授权的人员使用。
2. 使用前请检查仪器是否正常,如有损坏或故障,请立即停止使用,并联系售后服务。
3. 仪器操作过程中,应注意不得将手指、手部或其他物体靠近移动部件或电路板。
4. 使用仪器时应穿戴符合安全要求的工作服、眼镜、手套等防护装备,以避免可能的伤害。
5. 定期对仪器进行维护和保养,确保仪器在最佳工作状态。
四、操作指南本部分将为用户提供详细的操作指南,以便正确、高效地使用物理实验仪器。
1. 准备工作a) 确保所需的电源供应正常,并正确连接电源线。
b) 检查仪器与计算机或其他设备之间的连接是否良好。
c) 将所需传感器连接到正确的接口上,并检查其状态。
2. 仪器开机a) 按下电源按钮,等待仪器启动。
b) 确认仪器的显示屏上出现启动画面,并且没有任何异常提示。
3. 参数设置与调整a) 使用仪器的控制面板或操作按钮,设置实验中所需的参数,包括时间、温度、压力等等。
b) 按照实验要求调整传感器的位置和参数。
4. 实验操作a) 根据实验要求,按照正确的步骤进行实验操作。
物理实验中各种测量仪器的正确使用方法在物理实验中,准确的测量是保证实验结果准确性的基础。
而测量仪器的正确使用方法则是实现准确测量的重要环节。
本文将探讨物理实验中常见的几种测量仪器及其正确使用方法。
一、直尺和游标卡尺的正确使用方法直尺和游标卡尺常用于线段的长度测量。
使用直尺时,应将直尺边缘与被测量的线段的一端对齐,并用视觉垂直确定另一端的位置,并记录所测得的长度。
而游标卡尺则可以测量更为精确的长度,使用时应将游标卡尺的两个测量脚分别放置在被测量的两端,确保其与被测物体接触,并记录游标卡尺上的刻度值。
二、量具的正确使用方法量具包括卷尺、螺旋测微器等,常用于测量物体的直径、长度、厚度等尺寸。
使用卷尺时,应将其展开并使尺刻度与被测量的物体贴合,读出与物体接触的尺度值,并考虑测量误差进行修正。
螺旋测微器的使用要注意轻轻旋转定规,直至触碰被测物体,读出游标上的刻度值,并根据螺旋测微器的刻度间距进行修正。
三、天平的正确使用方法天平是一种常见的质量测量仪器,其正确使用方法关系到实验数据的准确性。
使用天平时,应将待测物体放置于天平的盘托上,并确保盘托平稳,待天平示数稳定后读出质量值,并考虑天平的零点漂移和皮重的修正。
四、电流表和电压表的正确使用方法在电路实验中,电流表和电压表是测量电流和电压的重要工具。
在测量电流时,应将电流表连接到待测电路的串联位置,并注意电流表的量程选择合适,读出示数后考虑电流表内阻的影响进行修正。
而测量电压时,则应将电压表连接到待测电路的并联位置,并选择合适的量程,读出示数后注意考虑电压表内阻的修正。
五、其他仪器的正确使用方法除了上述常见仪器外,物理实验中还会使用到其他仪器,如示波器、光谱仪等。
示波器常用于测量电压信号的幅值、频率等特性,正确使用方法包括将被测电源与示波器连接,并调整示波器的控制按钮以获得稳定的波形。
光谱仪则用于分析光的成分及波长,正确使用方法包括调整光谱仪的入射光源和检测器位置,将待测光源与光谱仪相连,读取光谱仪上的刻度值并记录。
物理基本实验仪器的使用与读数引言:物理实验是探索自然规律的重要手段。
而物理实验过程中,仪器的使用与读数对于实验结果的准确性起着举足轻重的作用。
本文将介绍几种常用的物理实验仪器的使用方法以及读数技巧,旨在帮助读者更好地理解和掌握物理实验仪器的使用与读数方法。
1.使用方法:螺旋测微器是一种常用于测量长度的仪器,其使用方法如下:(1)将测量物品平放在平台上,使其与螺旋测微器的测量面接触。
(2)旋转螺旋测微器的测量盘,直到它与测量物品的表面接触。
(3)通过调整螺旋测微器上的读数盘,使其指针指向刻度圈上的刻度。
(4)根据刻度盘上的刻度,读取螺旋测微器的测量结果。
2.读数技巧:螺旋测微器的读数技巧包括以下几个方面:(1)取多次测量值,将测量值做平均,以提高测量的准确性。
(2)注意观察螺旋测微器的指针,以避免刻度之间的读数误差。
(3)当螺旋测微器的指针在两个刻度之间时,可估计指针指向的刻度。
(4)在读取刻度时,应使眼睛与刻度平行,以避免视觉上的误差。
(5)注意螺旋测微器的零位,将其置于测量物品的表面与测量面接触的刻度上。
1.使用方法:天平是一种常用的用于测量物体质量的仪器,其使用方法如下:(1)将待测物体放在天平盘中心的支架上。
(2)通过调节调准螺栓,使天平的秤杆平稳。
(3)调整天平的秤盘,使其与天平支架平行。
(4)使天平秤盘平衡,将两个秤盘旁边的秤盘重物移动到与待测物体的位置一致。
(5)读取天平上的质量刻度盘上的刻度,即为物体的质量。
2.读数技巧:天平的读数技巧包括以下几点:(1)在读取天平的质量刻度盘时,应垂直于刻度盘,使眼睛与刻度盘上的刻度线平行。
(2)注意天平的零位,将其置于质量刻度盘上的零刻度上。
(3)由于天平的秤盘可能存在误差,因此应在质量刻度盘的两个刻度之间进行估计。
1.使用方法:显微镜是一种用于观察微小物体的仪器,其使用方法如下:(1)调节显微镜的高度,使样品与目镜接触。
(2)通过调节焦距调节器,使样品清晰。
物理实验技术中的常见仪器的使用指南导言:物理实验是物理学学习的重要环节,而在物理实验过程中,熟练掌握各种仪器的使用技巧是至关重要的。
本文将介绍几种物理实验中常见的仪器,并提供一份使用指南,帮助读者更好地掌握这些仪器的使用方法。
一、万用表万用表是物理实验中最基本、最常用的仪器之一。
它可以测量电压、电流和电阻等。
使用万用表时,首先需要将选择旋钮调整到适当的测量范围,并将测试引线插入正确的插孔。
测量电压时,将引线接触电路两端的接线端口,并注意保持引线的良好接触。
测量电流时,将万用表的选择旋钮置于适量的电流档位上,并将仪器置于串联的电路中。
测量电阻时,先将电路断开,并将选择旋钮调整到相应的电阻档位上,然后将测量引线连接到待测电阻两端。
二、示波器示波器是用来显示电压随时间波形的仪器。
在使用示波器时,首先需要将信号源正确接入示波器的输入端口,并调整示波器的控制旋钮,使得波形的幅度和频率处于合适的范围内。
接下来,调整示波器的水平控制,使波形在屏幕上水平显示。
最后,可以通过调整示波器的触发功能来获得稳定的波形显示。
三、光电效应实验仪光电效应实验仪是用于研究和测量光电效应的仪器。
使用光电效应实验仪时,首先需要将光源置于适当的位置,并调整光源的强度和位置,以确保光线穿过研究的物体。
接下来,将试样装入仪器并调整光电效应仪的参数,如光电倍增管的高压和灵敏度。
最后,使用读数器或示波器等设备记录光电效应的相关数据。
四、电子天平电子天平是用于测量物质质量的仪器。
使用电子天平时,首先需要将天平放置在平稳的水平台面上,并等待其自检过程完成。
然后,将待测物体放置在天平的托盘上,并等待数秒钟,直到显示屏上出现稳定的质量数值。
在这个过程中,注意不要触摸或移动天平,以免对测量结果产生干扰。
五、激光测距仪激光测距仪是一种用于测量距离的仪器。
在使用激光测距仪时,首先需要将仪器放置在合适的位置,并将目标物体与仪器视线对准。
接下来,启动仪器并观察显示屏上所测出的距离数值。
物理实验中的仪器使用与安全注意事项物理实验是学习物理学知识、培养科学实验能力的重要环节。
在进行实验过程中,正确使用仪器设备以及注意实验安全是至关重要的。
本文将从仪器使用和实验安全两个方面进行探讨,并给出相关注意事项。
一、仪器使用在物理实验中,正确使用仪器设备对于实验结果的准确性和实验员的人身安全至关重要。
下面是一些常见的仪器使用注意事项:1. 电子天平:- 在使用电子天平时,应先将电子天平接通电源,待电子秤显示数值稳定后再进行称量,以保证准确性。
- 在称量前,应将天平上的托盘清洁干净,以避免受到外界干扰影响测量结果。
- 在称量液体时,应将容器放在纸巾上,以防止液体溢出对天平造成损坏。
- 使用完毕后,应将电子天平清洁干净,并将电子秤关机断电。
2. 显微镜:- 在使用显微镜时,应轻拿轻放,避免碰撞或摔落。
- 在放置玻璃载玻片时,应将其放在显微镜平台上,使用剪刀小心翼翼地将载玻片与光学仪器接触,确保载玻片平稳固定。
- 在调节镜头焦距时,应使用微调旋钮缓慢调整,以避免因猛烈旋转造成不必要的损坏。
3. 示波器:- 在使用示波器时,应先将示波器接通电源,待示波器屏幕显示正常后再进行操作。
- 在连接电路时,应确保电路无短路或开路现象,以避免对示波器产生损害。
- 在调节示波器参数时,应按照实验要求进行,避免过载或过压。
二、实验安全实验安全是任何实验室工作中的重中之重。
在物理实验中,实验员应注意以下安全事项:1. 穿戴个人防护装备:- 进行物理实验前,应穿戴好实验衣、实验手套,戴上护目镜等个人防护装备,以保护自己免受实验物品的伤害。
- 若需要进行高温实验,应穿戴耐高温手套、耐高温护目镜等特殊防护装备。
2. 合理储存实验物品:- 实验室中的危险和易燃物品应储存在专用柜或柜子内。
- 长时间未使用的物品应及时清理整理,保持实验环境整洁有序。
3. 谨慎操作实验仪器:- 进行物理实验时,应仔细阅读实验操作步骤,并按照步骤进行,避免操作失误引发事故。
物理实验中用到的仪器及其使用方法简介物理实验是物理学学习的重要组成部分,通过实验观察和测量,可以验证理论,加深对物理学原理的理解。
而在物理实验中,各种仪器的使用更是不可或缺的一环。
本文将介绍一些常见的物理实验仪器以及它们的使用方法。
1. 显微镜显微镜是一种能够放大微小物体的光学仪器。
在物理实验中,显微镜常用于观察细胞、组织、微粒等微小物体。
其基本使用方法包括调节放大倍数、调节焦距、装置样品等。
在操作时,需要小心放置样品,以保证观察的清晰度和准确性。
2. 电子天平电子天平是一种精密测量质量的仪器。
在物理实验中,电子天平常用于测量实验样品的质量,以获得精确的数据。
使用电子天平时,需要先进行零位校准,然后将待测物品放在天平盘上,等待测量结果显示并记录。
3. 热电偶温度计热电偶温度计是一种测量温度的仪器。
它利用两种不同金属连接处产生的热电势与温度之间的关系来测量温度。
在物理实验中,热电偶温度计常用于测量液体、气体和固体的温度变化。
使用热电偶温度计时,需要将传感器置于待测物体中,并等待温度数据的稳定后进行读数。
4. 豪斯特磁强计豪斯特磁强计是一种用于测量磁场强度的仪器。
它通过测量磁感应强度来间接测量磁场强度。
在物理实验中,豪斯特磁强计常用于测量磁铁、电磁铁以及其他磁场源的磁场强度。
使用豪斯特磁强计时,需要将磁感应探头置于待测磁场中,并等待磁感应强度读数的稳定。
5. 示波器示波器是一种用于观测和测量电信号波形的仪器。
在物理实验中,示波器通常用于观察电路中的电压波形、频率和幅值等参数。
使用示波器时,需要将被测信号接入示波器输入端,并调整时间、电压和触发等参数,以获得清晰可见的波形图像。
6. 光谱仪光谱仪是一种用于测量光谱的仪器。
它可以将光信号按照波长进行分解和测量,以获取物质的吸收、发射光谱信息。
在物理实验中,光谱仪常用于研究光的色散、原子光谱等现象。
使用光谱仪时,需要将样品放置在光路上,调整仪器参数,以获得准确的光谱数据。
大学物理实验中的常见实验仪器及其使用方法在大学物理实验中,为了能够准确、高效地完成实验任务,学生需要掌握各种实验仪器的名称、功能、工作原理以及使用方法。
本文将介绍大学物理实验中常见的实验仪器及其使用方法。
1. 基本实验仪器1.1 刻度尺刻度尺是物理实验中常用的测量工具,用于测量物体的长度、宽度等尺寸。
使用刻度尺时,要确保尺子与被测物体紧密接触,视线与尺面垂直,读数时要估读到分度值的下一位。
1.2 游标卡尺游标卡尺是一种精密的测量工具,适用于测量内径、外径、深度等尺寸。
使用时,首先要将游标卡尺的零刻度线与被测物体对齐,然后慢慢闭合游标,读数时要注意游标上指示的数值与主尺上的数值之和。
1.3 万用表万用表是一种多功能的测量仪器,可用于测量电压、电流、电阻等物理量。
使用时,要根据被测物理量选择合适的挡位,并将红、黑表笔分别接触到电路的两个点上。
1.4 示波器示波器是一种用于显示电压-时间波形的仪器。
在使用示波器时,首先要连接好信号源,然后根据实验需求调整扫描范围、时间基准等参数。
2. 光学实验仪器2.1 显微镜显微镜是一种用于观察微小物体的仪器。
使用显微镜时,首先要将样品放在载物台上,调整好焦距,然后通过目镜和物镜观察样品。
2.2 分光镜分光镜是一种用于观察物体光谱的仪器。
使用分光镜时,要将样品放在光路上,调整好光栅的位置,通过目镜观察光谱。
2.3 干涉仪干涉仪是一种用于观察光波干涉现象的仪器。
使用干涉仪时,要按照实验步骤调整好光路,观察干涉条纹。
3. 电学实验仪器3.1 直流电源直流电源用于提供稳定的直流电压,用于电学实验。
使用时,要确保电源输出电压稳定,然后将电源与实验电路连接。
3.2 交流电源交流电源用于提供稳定的交流电压,用于电学实验。
使用时,要确保电源输出电压稳定,然后将电源与实验电路连接。
3.3 电阻箱电阻箱用于提供可调的电阻值,用于电学实验。
使用时,要根据实验需求调整电阻值,然后将电阻箱与实验电路连接。
初中物理课程中的实验仪器与设备使用物理实验是初中物理课程的重要组成部分,通过实际操作与观察,学生们可以更好地理解和掌握物理知识。
而实验仪器与设备的使用则是实验过程中至关重要的环节。
本文将介绍几种常见的初中物理实验仪器与设备的使用方法。
一、万用表万用表是物理实验中常用的测量仪器,用于测量电压、电流和电阻等物理量。
使用万用表前,首先需要将功能旋钮调到所需测量的物理量位置。
接下来,根据电路连接的需求选择合适的测量范围,一般从大到小逐渐选择。
使用过程中应注意与电路或元件的正确连接,并保持稳定的电源供给,避免因电流过大而损坏仪器。
二、显微镜显微镜是物理实验中常用的观察仪器,用于观察微小的物体或结构。
使用显微镜前,应先将样品放置在显微镜的物台上,调节物台的位置使样品与物镜间保持适当的距离。
然后,通过粗调焦器将样品初步调焦,再通过细调焦器进行精确调焦。
在观察过程中,应注意保持适当的光线照射,避免调焦过程中观察位置的移动。
三、天平天平是物理实验中常用的测量质量的仪器,使用天平前需要将天平放置在稳定的水平面上,并调整调平螺母使天平保持水平。
称量物品时,应先将空秤读数调零,然后将待称量物品放置在天平的盘口上,等待天平示数稳定后读数,避免重复添加或移动物品。
在进行多次称量时,应及时清理盘口,保持盘口的清洁。
四、滑动导轨滑动导轨是物理实验中常用的用于研究运动学的设备,通过调节导轨的倾角和滑块的质量等参数,可以模拟不同的运动情况。
在使用滑动导轨进行实验时,应先将导轨放置在水平桌面上,并调整倾角使其滑动顺畅。
然后,将滑块放置在导轨上,并给予初始速度或初始位移,记录滑块的运动情况。
在实验过程中应注意保持滑动导轨的干净整洁,以减少摩擦力对实验结果的干扰。
五、光学实验仪器光学实验仪器包括凸透镜、凹透镜、光栅等,在物理实验中常用于研究光的反射、折射和干涉等现象。
使用光学实验仪器前,应先了解其基本构造和使用方法,并注意保持仪器的干净和透明度。
第二章基本物理实验仪器的使用第一节温度测量仪器物体内分子或原子运动的剧烈程度在宏观上表现在温度的高低上。
物体的各种宏观性质都与其冷热程度——温度有关。
温度的测定是热学与分子运动论实验中最基本的测定。
具有随温度而变化特性的物体,都可以用来制造温度计。
在实验室中常用的温度测量仪器有玻璃液体温度计、数字式温度测试仪、热电偶温度计等。
1.水银温度计(1)玻璃液体温度计:根据测温物质热胀冷缩和毛细管原理的性质,以水银、酒精、甲苯等为测温物质制成的温度计,统称为玻璃液体温度计。
测量范围通常为o o-80C~+300C,玻璃液体温度计的特点是:①直接读数、使用方便;②结构简单、价格便宜、易于制造;③具有较高的精确度和稳定性。
(2)水银温度计:在实验室常用到的温度计是水银温度计。
纯净的水银在一个大气压下从o-38.37C到o356.58C之间是液体。
而且有较均匀的体胀系数,不湿润玻璃。
所以很适合制作测温物质。
水银温度计通常是玻璃棒状形,下端为球形或圆柱形的感温泡,感温泡内封存的水银与内径均匀的毛细管相连,毛细管旁附有刻度,用来指示温度读数。
(3)常用的水银温度计的规格:①标准水银温度计:每组以若干支组成,测量范围在o o-30C~+350C,分度值一般为o0.1C,可作为校准液体温度计用。
每只温度计均有鉴定证书,需定期送计量部门复检。
②实验室玻璃水银温度计:每组以若干支组成,测量范围在o o-30C~+300C,分度值一般为o0.1C或o0.2C,是比较实用的较精密的水银温度计。
③普通玻璃水银温度计:测量范围有多种,分度值一般为o1C或o0.5C。
④贝克曼水银温度计:测量范围只有o5C,测量温度的起点可在一定范围内调节,分度值为o0.01C,是实验室用于精确测量温度变化时使用的温度计。
(4)温度计插入被测介质内的规定:测温时,温度计插入到被测介质的深度有一定的规定,一种是称为局浸入式温度计,其背面有一刻线。
这种温度计在测温时,浸入长度就是刻线以下的液柱高度。
另一种是全浸式温度计,即温度计液柱全部浸入到被测介质中,再进行读数(露出液柱部分只够方便读数即可)。
(5)使用水银温度计时的注意事项:①温度计要轻拿轻放,要注意不使水银泡与硬物碰撞,以防破裂。
如果发生断裂,应及时把水银收回,以防汞蒸气污染;②使用前确定被测温度的范围和测量精度,选用合适的温度计;③按规定将温度计插入到被测介质内;④读数时视线应当和刻度线垂直,最好借助放大镜或望远镜读数;⑤定期进行温度计的冰点和沸点检查,消除由于玻璃的热后效应引起的零点位移带来的系统误差。
2.数字式温度测试设备数字式温度测试设备是一种直接或间接测量各类液体、气体温度的仪器。
常用的数字式温度测试仪是把待测物体或介质的非电量的温度值,由温度传感器将其转换成电量,并经过信息的放大,显示在液晶屏上的装置。
测量范围在o o -30C~+200C ,测量误差在o ±0.5C 以内。
(1) 温度传感器:集成电路温度传感器是一种将温度量的变化转化为电学量的变化的装置。
它利用传感器元件的电磁参数随温度变化的特性来实现测量的目的。
集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
其两引出端当加有某一定直流工作电压时(一般工作电压可在4.5V~20V 范围内),如果该温度传感器的温度升高或降低o 1C ,那么传感器的输出电流增加或减少1μA ,它的输出电流的变化与温度变化满足如下关系:A B I +⋅=θ其中,I 为输出电流,单位为o μA/C ;θ为摄氏温度,B 为斜率,A 为摄氏零度时的电流值,该值恰好与冰点的热力学温度273K 相对应(实际使用时,应放在冰点温度时进行确定)。
利用集成电路温度传感器的上述特性,可以制成各种用途的温度计。
在通常实验时,采取测量取样电阻R 上的电压求得电流I 。
(2)集成电路温度传感器的定标:每个集成电路温度传感的灵敏度有所不同,在实验前,应将其定标。
以电流型集成温度传感器AD590为例,如图2-1所示,测量仪器中已经接好的电阻为1000Ω±1%,数字电压表为四位半,传感器加电源电压为6V 。
只要把集成电路温度传感的红黑接线分别插入面板中的输入孔即可进行定标或测量。
把实验数据用最小二乘法进行直线拟合,求得斜率B ,截距A 和相关系数γ。
在电路中,若串接5k Ω电阻后,可产生o 5mV/C 的信号电压,接0~2V 量程四位半数字电压表,可检测到最小o0.02C 温度变化。
图2-13. 热电偶温度计 (1)热电偶:热电偶又称为温差电偶。
实际上是一种能量转换器,将热能转换成电能的装置。
由两根不同的金属丝做成的一个回路,如图2-2所示,其一端互相焊牢,形成热电偶的作端,也叫热端,测量时插入到温度为t 的待测介质的温度场中。
另一端叫自由端,也叫冷端,通常置于温度为o 0C 的恒温场0t 中。
当冷、热两端存在温差时,回路中便产生温差电动势。
若在冷端接入一电压表,便可测得温差电动势的大小。
若冷端电流从B 端流向A 端,则称端B 为正极,A 端为负极。
图2-2对于确定材料组成的热电偶,其温差电动势的大小仅仅由热端和冷端的温差0t t t -=∆决定。
由电动势的大小和冷端的温度0t ,可得到热端所在介质温度场的温度t 。
当热电偶电路中接入第三种金属导体时,如果第三种金属的两个接入点温度相同,则热电偶冷热端的电势差不变。
(2)常用的热电偶:①铜-康铜热电偶:测量温度范围为o o-200C~+200C。
当热端温度在o0C以上时,铜为正极,o0C以下时,铜为负极。
②镍铬-镍铝热电偶:测量温度范围为o o900C~1200C。
正极为镍铬,定标刻度线性较好。
③铂铑-铂铝热电偶:测量温度范围为o o1300C~1600C。
正极为铂铑。
(3)热电偶的定标:热电偶的定标就是用热电偶的温差电动势来标定温度。
对于常用的热电偶,其热电动势和温差的对应关系,在国家标准以及关于温度测量的手册中都有图表可查。
(4)数字电压表:测量热电偶热电势差的二次仪表由高灵敏、高精度、低漂移的放大器放大,加上三位半数字电压表组成。
由数字电压表显示的mV数,即对应待测温度值。
教材中使用的是用铜-康铜热电偶测量温度,而热电偶的热电势采用温漂极小的放大器和三位半数字电压表,经信号放大后输入数字电压表显示的满量程为20mV,读出的mV 数查表即可换算成温度。
国产的康铜丝,各厂生产成分配方和工艺略有不同,因而制成的铜-康铜热电偶在o100C温度时(参考o0C),测量的温差电势差有4.10mV和4.25mV等几种,因此在使用时须自己定标,铜-康铜热电偶热势差表见表2-1(引自国家计量局,中华人民共和国,国家计量检定规程汇编,温度(一),中国计量出版社,1987)。
第二节量热器在热学实验中为了使实验系统成为与外界环境之间没有热传导、热对流和热辐射的孤立系统,通常采用量热器。
量热器与温度计及其它仪器配合,可以做各种量热学实验,如测量各种热学量以及进行实验中的散热修正、参量选择、冷却规律和热学实验基本技能训练。
量热器的种类有很多,随测量的目的、要求、测量精度的不同选用。
常用的量热器如图2-3(a)所示,它是由良导体做成的内筒和外筒组成。
通常在内筒中放入水、温度计、搅拌器等。
这些物体及内筒的比热容为已知的情况下,连同放进的待测物体构成了实验中所考虑的系统。
由于内筒、水、温度计和搅拌器等的热容量可以计算出来,因此根据混合法就可以进行量热实验了。
内筒置于一绝热架上,外筒又用绝热盖盖住,可以认为空气与外界对流很小。
又因空气是不良导体,所以内、外筒间传递的热量便可以减至很小。
同时内筒的外壁及外筒的内外壁都电镀得十分光亮,使得它们发射或吸收的辐射均很小。
因此,认为实验系统和环境之间因热传导、热对流和热辐射而产生热量的传递也很小。
这样的量热器所构成的实验系统可以近似地认为是一个孤立系统。
如图2-3(b)所示,在量热器内加入电阻丝,并配上伏特计、电流计或小功率的瓦特计等,可以测量热功当量。
也可用两套仪器用以比较法测定液体比热。
(a) (b)图2-3第三节力和压强的测定在热学与分子运动论实验中,需要进行大气压强、气体压强及微小拉力的测量。
大气压强的测定通常使用福廷式水银压强计或数字气压计,气体压强的测定和微小拉力的测定通常使用压力传感器进行测量。
1.福廷式水银气压计福廷式水银气压计的整体图如图2-4所示。
水银杯内的水银与毛细管相连,“调节手柄”可调节水银杯内水银液面的高度。
毛细管内水银高度由主尺以及游标尺读出,附带的温度计用于测量环境温度。
其测量方法为:(1)测量时首先松开气压计下部的“定心螺丝”,使气压计自由下垂,在保持气压计铅直方向不变的条件下,从新将“定心螺丝”拧紧。
(2)测量气压时和零点时必须使象牙针的尖端与水银面刚好接触。
这时气压计标尺的零点刚好在水银面上。
(3)调解“游标调解手柄”,使游标尺的下端与水银柱顶端相切。
从游标上读出水银柱的高度,这是未经修正的气压值。
(4)温度的修正:换算到o 0C 时的数值,可由未经修正值h 减去表2-2中的∆值求出。
(5)纬度修正:由于各地重力加速度g 值的不同,同样高度水银柱所对应的压强也不相同。
设当地的重力加速度为g ,气压计的读数为h ,换算到标准的重力加速度0g 时的高度为0h 。
有00g h hg =,则h g gh 00=。
图2-42. 数字压强计与压力传感器实验室中常用的数字式测量力和压强的设备是,把待测物体或介质的非电量力或压力值,由力敏传感器或硅压阻力敏传感器将其转换成电量,并经过信息的放大,显示在液晶屏上的装置。
根据测量对象的不同,采用的传感器也不相同。
常用的有: (1)硅压阻力敏传感器硅压阻力敏传感器适用于测量力的微小变化,受力量程在0~0.098N ,灵敏度约3.00V/N (用砝码质量作单位定标);非线性误差:≤0.2%;供电电压为直流5~12V ;配用200mV 三位半数字电压表。
在进行测量前要对硅压阻力敏传感器进行定标,其方法如下: ① 将砝码盘挂在力敏传感器的挂钩上; ② 整机预热15分钟后,首先对仪器调零;③ 在力敏传感器上分别加各种质量的砝码,测出相应的电压输出值; ④ 经最小二乘法拟合得仪器的灵敏度B 和拟合的线性相关系数γ 。
(2)扩散硅压力传感器:扩散硅压力传感器适用于测量气体压强,配有三位半数字电压表,测量范围大于环境气压a 0~10KP ,灵敏度为a 20mV/KP 。
当待测气体压强为0a P =10.00KP 时,数字电压表显示为200mV 。
实验时勿用手挤压硅压力传感器,以免影响测量准确性。
由于各只硅压力传感器的灵敏度不完全相同,一台仪器配一只专用传感器,勿将显示器与压力传感器互换。