銅棒熱脹冷縮製成的實驗裝置

⑴ 常用氣象觀測工具有哪些

常用的有玻璃溫度表、雙金屬片溫度計、金屬電阻溫度表和熱敏電阻溫度表等。玻璃溫度表、利用測溫液體在玻璃毛細管中熱脹冷縮的特性製成，常用的液體有水銀和酒精兩種。通常使用的有：干濕球溫度表、最高溫度表最低溫度表和1887年德國R.阿斯曼創制的阿斯曼干濕表雙金屬片溫度計、最高溫度表的結構與體溫表類似，在接近球部處設有一玻璃針，使毛細管變狹。當溫度上升時，球部水銀膨脹，擠過狹管而上升；溫度下降時、狹管處的摩擦力阻止水銀柱下降，因此可測得最高溫度。最低溫度表，一般用酒精作測溫液，在毛細管內設一游標，溫度下降時液面的表面張力帶動游標下降，而溫度上升時，管壁的摩擦力使游標停而不動，因而可測得最低溫度。雙金屬片溫度計、是自動連續記錄氣溫變化的儀器。感應元件由膨脹系數相差較大而彈性模量相近的兩塊金屬片（常用的有殷鋼和無磁鋼）焊接而成。這種雙金屬片隨溫度的變形率接近線性，所以可用來測溫。自記系統由同感應元件相聯的自記筆和旋轉的自記鍾構成。金屬電阻溫度表、利用金屬電阻隨溫度變化的原則製成的溫度表。常用的金屬絲有鉑、鎳和銅三種，阻值在幾十歐到一百歐之間。其中鉑電阻絲的穩定性最好，可用它製作標准溫度表。電阻溫度表可以用於遙測。熱敏電阻溫度表、其感應元件由幾種金屬氧化物混合焙燒而成。可為棒狀、球狀或片狀。其阻值可達幾十千歐，電阻的溫度系數大，儀器的靈敏度高於金屬電阻溫度表，被廣泛應用於遙測。熱敏電阻的外表必須絕緣，防止在高濕時漏電。溫差電偶溫度表、利用溫差電現象製成。溫差電現象是指在兩種不同導體所組成的封閉迴路中，若導線連接、溫差電偶溫度表、處的溫度不同就會產生電流的一種現象。溫差電偶溫度表由於構造簡單，分度便利，常用於梯度觀測及空氣、土壤和水溫的測定。目前在日射儀器及小氣候觀測中也被廣泛應用。石英晶體溫度表、選擇石英晶體某種切片平面的方向，使石英晶體薄片具有振盪頻率和溫度成線性關系的特性，用這種切型的石英晶體作為測溫元件製成的溫度表。它的優點是：可以直接數字輸出，有較高的解析度（可達10-3℃）。測量大氣溫度時，感應元件需遮蔽，以防止各種形式輻射的影響，如百葉箱和阿斯曼干濕表外管等。同時，防輻射設備必須保持良好的通風，盡量減小對自然狀況的干擾。

⑵ 大學物理實驗數據處理固體線脹系數的測定，儀器誤差ΔL0=0.5cm.ΔD=0.5cm.Δb=0.1cm.ΔT=0.2cm.Δr=0.05cm

言在目前大學物理實驗教材中[1～5],測量固體線脹系數的方法有很多種,如流水加熱法、蒸氣加熱法、電加熱法等,其中電加熱法因其操作簡單,加熱迅速,並可在多個溫度工作點下進行測量等優點而倍受青睞.但我們用固體線脹系數測定儀(長春市第五光學儀器廠生產,GXC固體線脹系數測定儀)測量時,發現誤差太大,分析其主要原因有兩個:一是溫控方法不當.因為實驗過程中被測固體棒達到熱平衡的時間與溫度計響應時間不可能完全同步,因而若在每個測量點上沒有足夠長的恆溫時間,就無法測得該溫度點對應的物體真實長度.雖然該測量儀可以調節加熱功率,但卻很難找到恆溫工作點.二是溫度測量方法有缺陷.當把水銀溫度計插入被加熱固體中部測量讀取溫度數據時,需把溫度計從測溫環境中拔出,這必然會帶來誤差.針對以上兩個問題,我們對該實驗儀進行了改進,設計了新的溫控和測量方法.目前常用的恆溫方法有兩種:其一,區間自動控溫法.當溫度達到設定上限時,繼電器自動關斷所有或部分加熱器,由於加熱器有餘熱,控溫室溫度繼續上升,達到最高溫度點後,溫度又要下降,降到設定溫度下限時,繼電器又重新啟動加熱系統.這種控溫方式,......
本實驗通過固體線脹系數測定儀測定不同金屬的線脹系數，要求達到：1．掌握使用千分表和溫度控制儀的操作方法；2．分析影響測量精度的諸因素；3．觀察合金材料在金相組織發生變化溫度附近，出現線膨脹量的突變現象。二實驗原理絕大多數物質具有「熱脹冷縮」的特性，這是由於物體內部分子熱運動加劇或減弱造成的。這個性質在工程結構的設計中，在機械和儀表的製造中，在材料的加工(如焊接)中都應考慮到。否則，將影響結構的穩定性和儀表的精度，考慮失當，甚至會造成工程結構的毀損，儀表的失靈以及加工焊接中的缺陷和失敗等等。固體材料的線膨脹是材料受熱膨脹時，在一維方向上的伸長。線脹系數是選用材料的一項重要指標，在研製新材料中，測量其線脹系數更是必不可少的。SLE-1固體線脹系數測定儀通過加熱溫度控制儀，精確地控制實驗樣品在一定的溫度下，由千分表直接讀出實驗樣品的伸長量，實現對固體線脹系數測定。SLE-1固體線脹系數測定儀的恆溫控制由高精度數字溫度感測器與HTC-1加熱溫度控制儀組成，可加熱溫度控制在室溫至80.0◦C之間。HTC-1加熱溫度儀自動檢測實測溫度與目標溫度的差距，確定加熱策略，並以一定的加熱輸出電壓維持實測溫度的穩度，分別由四位數碼管顯示設定溫度和實驗樣品實測溫度,讀數精度為±0.1◦C。專用加熱部件的加熱電壓為12V。物質在一定溫度范圍內，原長為l的物體受熱後伸長量∆l與其溫度的增加量∆t近似成正比，與原長l也成正比，即：∆l=α·l·∆t。式中α為固體的線脹系數。實驗證明：不同材料的線膨脹系數是不同的。本實驗配備的實驗樣品為鐵棒、銅棒、鋁棒(加工成6×400mm的圓棒)。三儀器技術指標1、溫度讀數精度：±0.1◦C。2、溫度控制穩定度：±0.1◦C/10分鍾。3、溫度設定范圍：−5.0◦C∼+85◦C，四位數碼管顯示。4、實驗樣品實測溫度：室溫至82.0◦C，四位數碼管顯示。5、伸長量測量精度：0.001mm，量程：0∼1mm。6、HTC-1加熱溫度控制儀使用條件1)輸入電源：220V±10%50Hz∼60Hz2)濕度：<85%3)溫度：0∼40◦C4)功耗：<70w圖1.1、加熱電壓輸出指示2、實驗樣品實測溫度指示3、加熱溫度設定指示4、加熱電壓輸出接線柱(–)5、加熱電壓輸出接線柱(+)6、輔助備用電源輸出DC口7、輔助備用電源開關8、測溫探頭連介面9、測溫感測器校正10、溫度設定−5◦C按鈕11、溫度設定+5◦C按鈕12、溫度設定−0.1◦C按鈕13、溫度設定+0.1◦C按鈕14、拆卸實驗樣品輔助孔15、固定架15A、加熱部件輸入接線柱(–)15B、測溫感測器介面15C、加熱部件輸入接線柱(+)16、隔熱盤17、隔熱管18、實驗樣品19、加熱導熱均衡管20、測溫感測器21、實驗裝置底盤22、隔熱盤23、隔熱棒24、千分表固定螺釘25、千分表1)被測實驗樣品外形尺寸：直徑Φ6×長度400mm，整體要求平直；2)千分表安裝須適當固定（以表頭無轉動為准）且與被測物體有良好的接觸(讀數在0.2∼0.3mm處較為適宜，然後再轉動表殼校零)；3)因伸長量極小，故儀器不應有振動；4)千分表探頭需保持與實驗樣品在同一直線上。3、儀器使用(HTC-1加熱溫度控制儀)1)連接溫度感測器探頭連線，連接加熱部件接線柱。2)HTC-1加熱溫度控制儀開機時儀器設定溫度為20.0◦C，因此實驗時如室溫低於此溫度時，請將溫度設定低於室溫5◦C以上，儀器預熱5分鍾後，測溫顯示3窗顯示室溫。3)實驗時可以室溫作為實驗開始溫度，也可在高於室溫的溫度點上作為開始實驗溫度，如室溫為12◦C，可用15◦C作為開始實驗溫度。4)調節（10、11、12、13）按鈕，設定加熱溫度，須高於室溫，此時可觀察到加熱輸出指示（1）閃爍發光，亮度與輸出電壓成正比。5)加熱時實測溫度會比設定溫度低0.1∼2.2◦C，該溫度差與周圍環境散熱條件有關，實測溫度顯示窗顯示實驗樣品的實際溫度，實驗中須保持該溫度10分鍾以上，使實驗樣品內外溫度均勻。6)加熱實驗樣品時，實測溫度以一定的速率上升，並會出現1∼2次的溫度波動後，實測溫度會趨於穩定，並保持實測溫度±0.1◦C/10分鍾。五實驗內容1、連接溫度感測器探頭連線，連接加熱部件接線柱。2、旋松千分表固定架螺釘，將實驗樣品（Φ6×400mm）插入實驗裝置的加熱部件內（加熱導熱銅管內），再插入隔熱棒（23）(不銹鋼)壓緊後，安裝千分表，注意被測物體與千分表測量頭保持在同一直線。3、安裝千分表在固定架上，使它與隔熱棒有良好地接觸（千分表讀數值在0.2∼0.4mm處），然後旋緊螺栓，不使千分表轉動，再轉動千分表圓盤讀數為零。4、實驗溫度以實測溫度為准，當實測溫度顯示值上升到大於設定值，停止加熱電壓輸出，一般在接近設定溫度時HTC-1加熱溫度控制器降低加熱電壓輸出，實測溫度與設定溫度的差值是一定的加熱電壓輸出補償實驗裝置的散熱。因此設定溫度與室溫相差較大時，實測溫度穩定後，實測溫度與設定溫度的差值也較大。所以在設定溫度由室溫至較高溫度時，應比實驗溫度（實測溫度）略高0.1∼2.2◦C。5、確定實驗溫度點，實驗溫度一般可比室溫增加10◦C,20◦C,30◦C,40◦C,50◦C···，或比室溫增加5◦C,10◦C,15◦C,20◦C,25◦C···。6、接通HTC-1加熱溫度控制儀的電源，加熱實驗樣品時，實測溫度以一定的速率上升，並會出現1∼2次的溫度波動後，實測溫度趨於穩定，持續穩定十分鍾4以上的實測溫度，記錄∆l和∆t，並通過最小二乘法線性擬合計算得到線脹系數α，並研究其線性情況。7、換不同的金屬棒樣品，分別測量並計算各自的線脹系數，與理論參考值比較，分析研究誤差原因七思考討論1、試分析哪一個量是影響實驗結果精度的主要因素？2、試舉出幾個在日常生活和工程技術中應用線脹系數的實例。3、若實驗中加熱時間過長，儀器支架受熱膨脹，對實驗結果有何影響？
望採納！