仪器基本知识
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仪器分析知识点总结一、基本原理1. 仪器分析的基本原理仪器分析是通过利用物理、化学、生物等现代科学技术的原理,将样品中所含的各种化学成分,或隐性特征转化为测定结果的工作过程。
其基本原理是将样品与仪器设备相结合,通过检测样品的光学、电学、热学、声学等性质,从而分析出样品中所含的成分、结构和性质。
2. 仪器分析的应用范围仪器分析广泛应用于生产、科研、医疗、环保、食品安全等领域。
在食品安全领域,通过仪器分析可以检测食品中的化学污染物、毒素、添加剂等,确保食品安全。
在医疗领域,可以使用仪器分析对生物样品进行分析,诊断疾病。
在环保领域,可以利用仪器分析监测环境中的污染物含量,保护环境。
二、常见的仪器设备1. 红外光谱仪红外光谱仪是一种分析化学仪器,主要用于分析样品的结构和成分。
其原理是通过测量样品对红外辐射的吸收情况,从而对样品进行分析。
红外光谱仪可以用于有机物、无机物、生物大分子等样品的分析,广泛应用于化学、医学、生物等领域。
2. 质谱仪质谱仪是一种高灵敏度、高分辨率的分析仪器,可以用于分析样品中的各种化合物和元素。
其原理是通过对样品离子化、分子裂解和质谱分析,从而获得样品的成分和结构信息。
质谱仪广泛应用于化学、生物、环境等领域,可以用于检测样品中的有机物、无机物、生物大分子等。
3. 气相色谱仪气相色谱仪是一种用于分离和分析样品中化合物的仪器设备。
其原理是通过气相色谱柱对样品中的化合物进行分离,再通过检测器对分离后的化合物进行检测。
气相色谱仪可以用于分析样品中的有机物、小分子有机化合物、环境中的污染物等,是化学、环境等领域中常用的仪器设备。
4. 离子色谱仪离子色谱仪是一种用于离子分析的仪器设备,主要用于分析水样中的离子成分和浓度。
其原理是通过离子交换柱对水样中的离子进行分离,再通过检测器对分离后的离子进行检测。
离子色谱仪广泛应用于环境、食品安全、医疗等领域,可以对水样中的无机离子、有机离子进行分析。
三、样品处理技术1. 样品前处理样品前处理是仪器分析中一个重要的环节,其目的是提高仪器分析的准确度和可靠性。
物理仪器知识点归纳总结一、光学仪器1. 显微镜显微镜是一种光学仪器,用于放大微小物体。
它的结构包括物镜,目镜和镜筒。
物镜用于放大样品,目镜用于放大物镜成像的样品。
通过这种分段放大的设计,显微镜可以放大物体至很高的倍数,从而观察微小的细胞结构和微生物。
2. 望远镜望远镜是一种光学仪器,用于放大远处的物体。
它的结构包括目镜,物镜和镜筒。
物镜用于聚焦远处的物体,目镜用于放大物镜成像的远处物体。
通过这种分段放大的设计,望远镜可以放大远处物体的图像,从而观察星空和地球表面的景象。
3. 光谱仪光谱仪是一种光学仪器,用于分析物体的光谱特性。
它的结构包括光源,狭缝,棱镜和光电探测器。
光源发出特定波长的光线,经过狭缝后通过棱镜进行色散,最后被光电探测器接收。
通过分析光电探测器接收到的光谱,可以得到物体的化学成分和物理特性。
二、电子仪器1. 示波器示波器是一种电子仪器,用于显示电压信号的波形。
它的结构包括电子枪,偏转系统和显示屏。
电子枪产生电子束,偏转系统控制电子束的位置,显示屏显示偏转后的电子束成像的波形。
通过示波器可以观察电路中的电压信号波形,从而分析电路的工作状态。
2. 信号发生器信号发生器是一种电子仪器,用于产生特定频率和幅度的信号。
它的结构包括振荡器,放大器和输出端口。
振荡器产生特定频率和幅度的信号,放大器放大振荡器产生的信号,最后通过输出端口输出信号。
信号发生器可以用于实验和测试电路的频率响应和幅度特性。
3. 多用表多用表是一种电子仪器,用于测试电路中的电压,电流和阻抗。
它的结构包括显示屏,旋钮和测量端口。
通过旋钮设定测量范围,通过测量端口接触电路中的电压,电流和阻抗,最后通过显示屏显示测量结果。
多用表可以用于测试电路的工作状态和参数。
三、力学仪器1. 弹簧测力计弹簧测力计是一种力学仪器,用于测量物体受到的力。
它的结构包括弹簧,刻度盘和指针。
当物体受到力作用时,弹簧伸长,刻度盘显示伸长的长度,指针指示伸长的长度对应的力值。
化学的仪器使用和基本操作知识点一、化学仪器使用。
(一)可加热仪器。
1. 试管。
- 用途:- 少量试剂的反应容器。
- 可用于收集少量气体。
- 使用方法:- 加热时要用试管夹夹持,夹持部位在距试管口约(1)/(3)处。
- 加热液体时,液体体积不能超过试管容积的(1)/(3),试管倾斜与桌面成45^∘角,先使试管均匀受热,然后用酒精灯外焰加热试管底部。
- 加热固体时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流使试管炸裂。
2. 烧杯。
- 用途:- 用作较大量试剂的反应容器。
- 在常温或加热时使用。
- 使用方法:- 加热时应放在石棉网上,使其受热均匀,防止受热不均而炸裂。
3. 烧瓶。
- 分类:- 圆底烧瓶和平底烧瓶。
- 用途:- 用于试剂量较大而又有液体物质参加反应的容器,可用于装配气体发生装置。
- 使用方法:- 加热时需要垫石棉网,平底烧瓶一般不宜长时间加热。
4. 蒸发皿。
- 用途:- 用于蒸发液体或浓缩溶液。
- 使用方法:- 可以直接加热。
- 加热时用玻璃棒不断搅拌,防止局部温度过高造成液滴飞溅。
- 当出现较多固体时,停止加热,利用余热蒸干。
5. 坩埚。
- 用途:- 用于高温灼烧固体物质。
- 使用方法:- 可直接加热。
- 取放坩埚时要用坩埚钳。
(二)计量仪器。
1. 托盘天平。
- 用途:- 用于粗略称量物质的质量。
- 使用方法:- 称量前先调节天平平衡,游码归零。
- 称量时左物右码,药品不能直接放在托盘上,一般药品放在纸上称量,易潮解、有腐蚀性的药品(如氢氧化钠)要放在玻璃器皿(如小烧杯)中称量。
- 砝码要用镊子夹取,添加砝码时从大到小添加。
2. 量筒。
- 用途:- 量取一定体积的液体。
- 使用方法:- 量液时,量筒必须放平,视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平。
- 不能在量筒内进行化学反应和配制溶液。
(三)分离仪器。
1. 漏斗。
- 用途:- 普通漏斗用于过滤操作,将固体和液体分离。
- 使用方法:- 过滤时,滤纸紧贴漏斗内壁,滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘,玻璃棒引流,下端紧靠三层滤纸处,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
仪器仪表知识点总结仪器仪表是一种用于测量、检测、监控和控制的设备,广泛应用于各个领域,包括工业生产、科学研究、医疗保健和环境监测等。
在现代社会中,仪器仪表成为了不可或缺的工具,为各种生产活动提供了精确的测量和控制手段。
在工程技术领域,仪器仪表是保障产品质量和生产效率的关键设备。
因此,对仪器仪表的了解和掌握,对于工程技术人员来说是非常重要的。
本文将对仪器仪表的一些基础知识点进行总结,以便读者更好地了解和掌握这一领域的知识。
一、仪器仪表的分类1. 按测量物理量的不同,仪器仪表可以分为电气量仪器仪表、力学量仪器仪表、光学仪器仪表、化学仪器仪表等。
在实际工程中,常见的仪器仪表主要有温度计、压力表、流量计、PH计、氧化还原电位计、分光光度计、红外光谱仪、液位计、电能表等。
2. 按测量原理的不同,仪器仪表可以分为机械式仪器仪表、电子式仪器仪表和光学仪器仪表等。
其中,机械式仪器仪表主要利用机械运动原理进行测量,如指针式温度计、压力表等;电子式仪器仪表通过电子技术进行测量和控制,包括数字式温度计、数字压力表、PID控制器等;光学仪器仪表则利用光学原理进行测量,如分光光度计、激光测距仪等。
3. 按功能的不同,仪器仪表可以分为测量仪器仪表、控制仪器仪表和监测仪器仪表等。
测量仪器仪表主要用于测量各种物理量,包括温度、压力、流量、PH值等;控制仪器仪表用于控制生产过程和设备工作状态,包括PID控制器、PLC控制系统等;监测仪器仪表用于监测生产过程和环境状态,包括安全监测仪器、环境监测仪器等。
二、仪器仪表的基本原理1. 仪器仪表的测量精度:仪器仪表的测量精度是指仪器仪表测量值与被测量实际值之间的偏差程度。
对于仪器仪表来说,测量精度是其最重要的性能指标之一。
一般来说,仪器仪表的测量精度越高,其测量结果越可靠。
仪器仪表的测量精度受到很多因素的影响,包括仪器仪表本身的性能、环境条件、使用方法等。
通常来说,仪器仪表的测量精度可以通过校准和调试来提高。
仪器分析知识点仪器分析是现代化学分析的重要方法之一,它利用各种仪器设备对物质进行定性、定量或结构分析。
仪器分析知识点包括仪器分类、操作原理、常见仪器和技术应用等内容。
一、仪器分类根据分析原理和操作方法,仪器可以分为光谱仪器、色谱仪器、电化学仪器、质谱仪器、质量分析仪器等多种类型。
1. 光谱仪器:光谱仪器是利用物质对光的吸收、发射或散射特性,通过测量光的强度变化来分析物质的组成和性质。
常见光谱仪器包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、核磁共振仪等。
2. 色谱仪器:色谱仪器是通过物质溶解度、吸附性、分配系数等特性进行分离和分析的仪器。
常见色谱仪器包括气相色谱仪、液相色谱仪、高效液相色谱仪等。
3. 电化学仪器:电化学仪器是利用物质在电场或电流作用下的电化学过程进行分析的仪器。
常见电化学仪器包括电解池、电化学电位计、电导仪等。
4. 质谱仪器:质谱仪器是通过将物质分子进行解离和碎裂,然后测量碎片的质量和相对丰度来分析物质的组成和结构的仪器。
常见质谱仪器包括质谱仪、飞行时间质谱仪、四极质谱仪等。
5. 质量分析仪器:质量分析仪器是利用物质分子的质量进行分析与鉴定的仪器。
常见质量分析仪器包括质谱仪、原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等。
二、操作原理不同的仪器有着不同的操作原理,下面以常见的光谱仪器和色谱仪器为例进行介绍。
1. 紫外-可见光谱仪的操作原理:紫外-可见光谱仪是通过将被测溶液或物质吸收或透射的光强度与波长进行测量,从而分析物质的组成和性质。
其操作原理基于光的吸收定律和比尔定律。
2. 气相色谱仪的操作原理:气相色谱仪利用样品在固定填充物上的吸附和解吸特性进行物质分离和分析。
其操作原理是将样品蒸发为气态后进入色谱柱,样品在色谱柱中与固定相发生作用,从而实现物质分离。
三、常见仪器1. 光谱仪器:紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、核磁共振仪等。
2. 色谱仪器:气相色谱仪、液相色谱仪、高效液相色谱仪等。
3. 电化学仪器:电解池、电化学电位计、电导仪等。
化学仪器背诵知识点总结一、基础仪器1. 量筒:可用于溶液的定容定量和分液等操作。
2. 烧杯:用于溶液的混合和反应,也可用于溶解物质。
3. 试管:可容纳液体,用于进行小规模试验。
4. 密度瓶:可用于测量液体的密度,具有较高的精确度。
5. 反应瓶:用于进行化学反应,具有较强的耐腐蚀性。
6. 蒸馏瓶:可用于进行蒸馏操作,制备纯净的溶剂或提取物。
7. 漏斗:用于分液或过滤,根据形状和用途可分为分液漏斗和过滤漏斗。
8. 量筒架:用于固定量筒,并可以用于测量液体的体积。
9. 夹管架:用于固定试管、反应瓶等,使其能够固定在一定位置。
10. 玻璃棒:用于搅拌、混合或转移溶液。
11. 温度计:用于测量溶液或实验室中的温度。
12. pH计:用于测量溶液的酸碱度。
二、分析仪器1. 分光光度计:用于测量溶液的吸光度,可用于分析溶液中物质的浓度或纯度。
2. 离子色谱仪:用于分析水中的离子浓度,如钠、钙、镁等。
3. 气相色谱仪:用于分析气体或液体混合物中的成分,具有较高的分离精度。
4. 液相色谱仪:用于分析液体混合物中的成分,具有较高的分离精度和灵敏度。
5. 质谱仪:用于分析物质的分子结构和分子量,可用于分析有机物和生物分子。
6. 离子色谱仪:用于分析溶液中的离子浓度,如钠、钙、镁等。
7. 毛细管电泳仪:用于分离和分析带电粒子,如氨基酸、蛋白质等。
8. 紫外-可见分光光度计(UV-Vis):用于测量物质在紫外或可见光区的吸光度,可用于分析物质的浓度或纯度。
三、反应设备1. 恒温槽:用于将反应体系保持在恒定的温度下进行实验。
2. 恒温水浴:用于将反应体系保持在恒定的温度下进行实验。
3. 加热板:用于在实验过程中加热溶液或反应体系。
4. 恒温箱:用于将反应物保持在恒定的温度下进行实验。
5. pH计:用于测量溶液的酸碱度,可用于调节反应条件。
6. 超声波清洗机:用于对玻璃器皿进行清洗,能够高效去除表面的污垢。
7. 氮气气相色谱仪:用于分析气体或液体混合物中的成分,具有较高的分离精度。
仪器知识点总结一、仪器的基本概念仪器是一种用来测量、观测、控制或实验的设备。
它可以在科学实验、工程技术、生产过程和其他各种方面发挥作用。
仪器可以分为物理仪器、化学仪器、生物仪器、电子仪器、机械仪器等多个领域。
在现代科学技术领域,仪器的应用越来越广泛,它们已成为人类创造和控制自然的重要手段。
二、仪器的分类(一)按用途分1.测量仪器:用于进行物理量的测量,如测量长度、质量、时间等;2.分析仪器:用于进行物质成分的分析,如分光光度计、质谱仪等;3.控制仪器:用于控制生产过程或实验过程,如温度控制仪、压力控制器等;4.实验仪器:用于进行科学实验,如试管、烧杯、分析天平等。
(二)按原理分1.机械仪器:利用机械原理进行测量、分析或实验;2.光学仪器:利用光学原理进行测量、分析或实验;3.电子仪器:利用电子技术进行测量、分析或实验;4.生物仪器:利用生物学原理进行测量、分析或实验。
(三)按结构分1.简单仪器:由少数元件组成,结构简单,如刻度尺、千分尺等;2.复杂仪器:由多个元件组成,结构复杂,如分析仪器、控制仪器、实验仪器等。
三、仪器的基本性能指标(一)精度:仪器所测结果与被测量的真实值之间的偏差,用于衡量仪器的测量精度;(二)灵敏度:仪器能够检测到被测量的微小变化的能力;(三)分辨率:仪器能够分辨出被测量的两个接近数值之间的差异;(四)重复性:在相同条件下,仪器对同一被测量数值的测量结果之间的差异;(五)线性度:仪器的输入和输出之间的关系是否是线性关系;(六)稳定性:仪器工作过程中各种性能指标是否保持稳定;(七)可靠性:仪器工作过程中是否容易出现故障,是否持续稳定工作。
四、仪器的使用和维护(一)使用1.正确操作仪器:了解并遵守仪器的使用说明书,正确使用仪器;2.合理设置仪器:按照所测量的要求,合理设置仪器参数;3.注意观察仪器:观察仪器的工作状态,及时发现异常变化。
(二)维护1.清洁仪器:定期清洁仪器,保持仪器干净;2.校准仪器:定期对仪器进行校准,确保测量准确;3.保养维修:定期对仪器进行保养维修,保证仪器的正常使用和寿命。
仪器分析知识点第二、三章 色谱一、基本概念1. 保留时间(t R ):组分从进样到柱后出现浓度极大值(即色谱峰顶值)时所需的时间; 死时间(t 0):不与固定相作用的气体(如空气)的保留时间; 调整保留时间(t R '):t R '= t R -t 02. 保留体积(V R ):从进样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过的载气体积。
与载气流速无关 V R = t R ×F 0(F 0为柱出口处的载气流量,单位:m L / min ) 死体积(V 0): 色谱柱在填充后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间,色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。
反映柱和仪器系统的特性,与被测物质无关。
V 0 = t 0 ×F 0 调整保留体积(V R ’):反映被测组分的保留特性,与载气流速无关V R ' = V R -V 03. 相对保留值r 2,1 : r 2,1 = t ´R2 / t ´R1= V ´R2 / V ´R1 反应固定相的选择性。
r 2,1= 1不能被分离。
相对保留值只与柱温和固定相性质有关,与其他色谱操作条件无关。
4. 用来衡量色谱峰宽度的参数,有三种表示方法: (1)标准偏差(σ):即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。
(2)半峰宽(W 1/2):色谱峰高一半处的宽度 W 1/2 =2.354 σ (3)峰底宽(W b):(Y)=W b =4 σ5. 分配比 k :在一定温度下,组分在两相间分配达到平衡时的质量比Msm m k ==组分在流动相中的质量组分在固定相中的质量分配系数K :在一定温度下,组分在两相间分配达到平衡时的浓度比Msc c K ==组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度分离原理:不同物质在两相间具有不同的分配系数。
容量因子与分配系数的关系 :βKV V c c m m k m S m s m S =⋅== 二、气相热导检测器的检测依据:惠斯登电桥,不同的气体有不同的热导系数。
仪器设计基础知识点一、介绍仪器设计是现代工程科学领域的一个重要分支,它主要涉及仪器的结构设计、功能设计、性能设计以及使用规范等方面的知识。
本文将从仪器设计的基础知识点入手,介绍仪器设计的一些基本概念和要点。
二、仪器的分类根据其功能和用途的不同,仪器可以分为测量仪器、控制仪器、分析仪器等。
测量仪器是用来测量待测量的物理量的数值大小;控制仪器则是用来对待控制量进行监测和控制的工具;而分析仪器则是用来对物质进行分析和检测的工具。
三、仪器设计的基本要求仪器设计的基本要求包括准确性、可靠性、灵敏性、稳定性和可操作性等。
准确性要求仪器在测量中能给出准确的结果;可靠性要求仪器能在长期使用中保持正常工作;灵敏性要求仪器能对待测物理量的变化起到敏感的反应;稳定性要求仪器在各种环境条件下能保持其工作稳定性;可操作性要求仪器设计应简单明了,易于操作和维护。
四、仪器的结构设计仪器的结构设计是仪器设计的重要环节,它直接关系到仪器的性能和使用寿命。
结构设计包括机械结构设计、电气结构设计和软件结构设计等方面。
机械结构设计主要涉及仪器外形、内部传动机构和固定结构的设计;电气结构设计则主要涉及仪器内部的电路设计和布线;软件结构设计则主要涉及仪器内部的程序设计和界面设计。
五、仪器的功能设计仪器的功能设计是仪器设计的核心内容,它直接决定了仪器的主要功能和特点。
功能设计需要根据实际需求明确仪器应该具备的功能和性能要求,并进行相应的设计和实现。
六、仪器的性能设计仪器的性能设计是指根据实际需求确定仪器的性能指标,并进行相关的设计和调试。
性能指标包括精度、分辨率、灵敏度、重复性等。
性能设计需要考虑仪器所要测量的物理量的特点和要求,并选择合适的传感器和测量方法等。
七、仪器的标定和检测仪器的标定和检测是确保仪器正常工作的重要环节。
标定是指根据一定的标准和程序对仪器进行检验和校准,以确认其性能和准确性是否符合规定要求。
检测是指对仪器在使用过程中进行定期检查和维护,以保持其正常的工作状态和性能。
第二章 预备知识第一节 物理实验仪器基本知识一、长度测量仪器1、游标卡尺游标卡尺是利用游标原理进行测量的一种通用量具,可以测量工件的内外尺寸、宽度、厚度、深度等。
游标卡尺可分为三用卡尺、两用卡尺、双面卡尺和数显卡尺等。
三用卡尺主要由主尺、游标和深度尺组成。
见图2.1。
图2.2中主尺最小刻度的长度为1mm ,游标上的最小刻度代表0.02mm ,游标上的“1、2、3……”等数字分别代表0.10 mm 、0.20 mm 、0.30 mm ……。
读数时,先看游标上的“0”线靠近哪一条主尺刻线,读出毫米数;然后判断游标上的哪一条刻线与主尺上某刻线对得最齐,游标上此刻线左边的数字乘以0.10 mm ,加上数字右边(对齐的刻线左边)的格数乘以0.02mm ,是从游标上读的数;主尺读数和游标读数相加,就是待测物体的尺寸。
例:图22所示游标卡尺游标上的最小刻度代表0.02mm ,读出l 的值。
l =21.44mm2、千分尺千分尺(螺旋测微计)是利用精密螺旋副进行测量的一种量具。
千分尺按用途不同可分为外径千分尺、内径千分尺和深度千分尺等。
外径千分尺由尺架、测砧、固定套管、微分筒、精密螺杆等组成。
见图2.3。
图2.1 游标卡尺1.尺身2.内量爪3.尺框4.紧固螺钉5.深度尺6.游标7.外量爪 图2.2以移动量为25 mm 的千分尺为例(图2.4),在其固定套管上刻有一条水平刻线。
水平刻线上方(或下方)有25个刻线,间距为1 mm ,水平刻线的下方(或上方)靠右错开0.5 mm 刻有24个刻线,微分筒的边缘作为毫米和半毫米的读数基准。
微分筒上刻有50个刻线,精密螺杆的螺距是0.5 mm ,当微分筒旋转一个刻线时,微分筒沿水平方向移动了0.01 mm ,即微分筒上最小刻度的示值是0.01 mm 。
读数时需要估计到最小刻度的十分之一,即估读到0.001 mm 。
使用方法:(1)注意:夹紧被测物体时,不能旋转微分筒,应该转动微分筒末端的手柄,当听到“咔咔”的响声后,停止转动。
松开时才能旋转微分筒。
(2)测量时,必须先对千分尺进行零点校准。
轻轻转动微分筒末端的手柄,使螺杆和测砧接触,此时,如果微分筒的零线和固定套管的水平刻线对齐,且微分筒的边缘与固定套管的零线重合,则千分尺的零点误差为0.000 mm ;若微分筒的零线在固定套管的水平刻线之上,则零点误差为正值;若微分筒的零线在固定套管的水平刻线之下,则零点误差为负值;其大小由微分筒零线偏离固定套管水平刻线的格数确定。
(3)用完后,使螺杆和测砧之间留有一定间隙,并用锁紧纽锁紧。
例:见图2.5,读出千分尺的零点误差。
左图:-0.004 mm ;右图:+0.011 mm 。
图2.3 千分尺1.尺架2.测砧3.测微螺杆4.固定管5.微分套筒6.手柄图2.4例:读出图2.6千分尺的读数。
左图:4.685 mm ;右图:1.975 mm 。
3、百分表百分表是用齿轮齿条机构,将测杆的微小位移转变成指针的角位移,由指针在刻度盘上指示位移的值。
刻度盘上最小分度值为0.01 mm ,估读到0.001 mm 。
见图2.7。
图2.5 图2.6 图2.7 百分表 1.表体 2.表圈 3.刻度盘 4.毫米指针 5.指针 6.固定套 7.测杆 8.测头二、质量测量仪器1、物理天平物理天平的构造见图。
其砝码质量由1g 到500g ,1g 以下用游码,使用游码能准确读到0.1g ,估读到0.01砝码和移动游码g 。
见图2.8。
物理天平的操作步骤是:(1)调水平。
转动底座下面的调节螺母,直到水平仪的气泡位于中间。
(2)调零点。
将两个秤盘的挂钩同时挂在横梁两端的刀口上,再将游码移至零点,转动升降旋钮升起横梁,观察指针摆动,若指针摆动左右对称,说明天平零点已经调好。
若指针摆动不对称,应立即放下横梁,调节横梁两端的平衡螺母,直到指针摆动对称为止。
(3)称衡。
按照“左物右码”的原则操作,升起横梁观察指针摆动是否对称,若不对称,则放下横梁,使用镊子从大到小依次更换砝码,小于1时g 时移动游码。
反复操作,直至指针摆动对称。
砝码质量和游码读数之和即为物体质量。
(4)称量结束。
制动天平,取下物体,砝码放回盒中,使秤盘的挂钩脱离横梁的刀口。
2、电子天平电子天平由称量传感器、电子线路和数码显示等几部分组成。
电子天平具有使用简便、读数方便等特点。
三、电学测量仪器1、电阻箱(1)电阻箱的构造和使用电阻箱由若干个数值准确的固定电阻(用锰铜合金丝绕制)组成,并联在诸如转臂、插塞等转换开关上。
电阻的调节可通过转动面板上的六个旋钮来实现,每个旋钮代表不同的档位,以ZX 21型电阻箱为例,六个档位分别是×0.1、×1、×10、×100、×1000、×10000。
待测总电阻等于各旋钮示数与相应倍率乘积之和。
每个档位允许通过的电流是不同的。
图2.8 物理天平1.调平螺母2.秤盘3.托架4.支架5.挂钩6.游码7.横梁8.刀口9.平衡螺母 10.感量调节器 11.指针 12.支柱 13.底座 14.水平仪15.升降旋钮 16. 指针标尺(2)电阻箱的准确度电阻箱不同档位的准确度等级不同,ZX 21型电阻箱的准确度等级见下表。
按国标GB 3949—83规定,电阻箱的基本误差限等于各档误差限之和。
ZX 21型电阻箱的仪器误差可由下式计算:)61(%-=⨯±=∑i a R i 仪σ式中,a 为准确度等级;Ri 为电阻箱各档的读数。
例如,ZX 21型电阻箱的电阻值为2568.5Ω,则它的仪器误差为:Ω≈⨯+⨯+⨯+⨯=7.2%55.0%5.08%2.060%1.02500仪σ(3)注意事项(a )工作电流(电压)不能超过电阻箱的额定电流(电压)。
(b )使用前应将各旋钮来回转动几次,减小接触电阻。
(c )ZX 21型电阻箱有4个接线柱,当需要阻值≥10Ω时,应接在99999.9Ω接线柱上;需要阻值≤0.9Ω时,应接在0.9Ω接线柱上;需要阻值在0.91 ~ 9.9Ω,应接在9.9Ω接线柱上。
2、直流电表物理实验常用的电表有直流电流表和直流电压表。
使用时应注意:(1)直流电流表是用来测电流的,应串接在电路中;直流电压表是用来测电压的,应并接在电路中。
对直流电表,必须注意正、负极不能接反。
(2)指针式电表按准确度大小分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。
电表的准确度等级其实是电表基本误差的百分数形式。
见表2.1。
电表的准确度等级用a 表示,标在表盘的右下方,a 越小,表的精度越高。
电表的基本误差限为所用量程与准确度等级(百分数形式)的乘积。
即%a ⨯=量程仪σ图2.9 电阻箱及内部线路图测量值超过它会损坏电表;也不能过大,以免测量误差增大。
一次测量时,应使测量值小于满刻度,但超过量程的一半(为量程的三分之二)。
对多量程电表,在不知测量值范围时,应先接大量程,在粗略估出测量值后,再换接与之相近的量程,使测量误差减小。
(4)使用前要检查机械零点。
电表应按右下方的要求放置,如“┴、↑”和“┌┐、→”分别表示刻度盘为垂直和水平。
(5)测量时,为消除视差的影响,应使指针与其在镜中的像重合后再读数。
对于量程相同的两块电表,准确度等级数小的误差则小。
但在选用电表时,不应片面强调等级越高越好。
因为测量误差也和量程的选取有关。
例如,选用1.0级的电压表,量程选3V , 此时最大误差不超过V 03.001.03=⨯=σ用其测量电压,读数是2.50V ,相对误差是%2.15.2/03.0=若用0.5级电压表,量程选30V ,此时最大误差限为V 15.0005.030=⨯=σ用其测量电压,读数是2.5V ,相对误差是%65.2/15.0=所以不仅根据需要选择等级合适的电表,还要根据被测量的大小,选用合适的量程。
所选量程太小会损坏电表;选用的量程过大,会因指针偏转太小而增加了测量误差。
在同一量程中,指针偏转越大,相对误差越小,测量准确度越高。
测量中应尽可能使指针偏转较大,一般要求指针偏转超过满度的2/3以上,这样测量误差就比较小。
3、数字电压表(数字万用表)数字电压表由于具有准确度高、测量速度快、显示直观、输入阻抗高等优点,得到越来越广泛的应用。
数字电压表配有其它转换电路(如交直流转换器、电压电流转换器、欧姆电压转换器等),可以测量电压以外的各种电学量,如电流、电阻、电容、频率等,这种功能齐全的电表又成为数字万用表。
数字电压表按显示位数分,可分为三位半、四位半、五位、六位、八位等;按质量和体积分,可分为袖珍式、便携式和台式。
(1)数字电压表特性(a )位数:指数字电压表能完整显示数字的最大位数。
能显示出0 ~ 9这十个数字的称为一个整位,显示数字不到十个数字的称为半位,半位都是出现在最高位。
(b )量程:数字电压表有一个基本量程,是1:1的衰减量程,在此基础上量程加以扩展,比如,直流电压的量程分为五档:200mV 、2V 、20V 、200V 、1000V 。
(c )分辨率:数字电压表的最小量程所能显示的最小可测量值。
(d )仪器误差(或称准确度):数字电压表的仪器误差表示为m x V V ⋅+⋅=∆%%βα仪式中,V x 是读数,V m 是满度值,α %V x 是读数V x 的误差,β %V m 是仪器模-数转换时的固定误差。
例如,表2.3中,量程为20V 时,α =0.5,β %V m =3个字。
(e )抗干扰能力:数字电压表的抗干扰能力一般大于60dB 以上表2.3列出了VC9805A 型数字万用表的技术指标(直流电压部分)(2)数字电压表使用注意事项(a )测量前,将黑表笔插入“COM ”插孔,红表笔插入“V ΩHz ”插孔。
(b )将功能开关转至“V ”档,如被测电压大小未知,应选择最大量程,再逐步减小,直到获得分辨率最高的读数。
(c )测量直流电压时,将“DC/AC ”键弹起置DC 测量方式;测量交流电压时,将“DC/AC ”键按下置AC 测量方式。
(d )数字表的读数显示率约为2 — 4次/秒,读数时,一定要等数字显示稳定后再读,不能当显示屏上一出现数字时就读数。
(e)数字电压表具有自动关机功能,开机后15分钟会自动切断电源。
此时想再使用,可按电源开关开机。
四、光学测量仪器1、常用光源(1)溴钨灯溴钨灯是白炽灯的一种。
它是在钨丝灯泡中加入微量卤素元素溴制成。
当灯丝通电加热后,从灯丝中蒸发出的钨原子与溴反应,生成卤化物沉积在灯泡壁上,而灯泡加热到一定温度后,沉积在灯泡壁上的卤化物受热挥发又回到灯丝上,于是形成了钨—卤—钨的循环,大大减少了钨的蒸发,提高了发光效率,使用寿命也普通白炽灯提高了不少。
溴钨灯体积小,亮度高,可以作为强白光源、幻灯机、摄影机等光源。