[实用新型]固体比热容测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种固体比热容测量装置，属于物理实验仪器的设计与制造的技术领域。

背景技术

在大学物理实验中，固体比热容的测量是最基本的实验。实验中一般采用混合法和温度修正的方法来测量。此种方法中，量热器等部件与外界热交换的不确定性一直是制约实验结果准确度的一个关键性因素。为了消除此类热传递对测量结果的影响，实验中将热平衡近似于进行得无限快，从而通过作图法确定系统的初温和末温，误差较大。而且作图中所需要的数据也均为人眼观察温度计所得，采集频率低，因此误差会被再次放大，严重影响实验结果的准确度。

实用新型内容

本实用新型发明的目的针对背景技术的不足，吸取其他专业人士提到的系统误差消去法，设计一种固体比热容测量装置，采用主机+温度传感器相结合的设计，温度采集和时间控制更为快速精确，并且改进了搅拌器以保证所有实验操作基本在保温杯中进行，大幅提升实验操作方便性和实验测量结果准确性。

本实用新型的技术方案是提供了一种固体比热容测量装置，该测量装置包括：启动开关、复位开关、指示灯、电热器、电动机、三叶型塑料搅拌器、温度传感器、主电路板、透明保温杯、带线孔的绝缘上盖,其特征在于：透明保温杯中装有水，被测物件放于水中；带线孔的绝缘上盖盖在透明保温杯上端，电动机固定于绝缘上盖的下表面，且与线孔相对应，三叶型塑料搅拌器固定在电动机的转轴上；温度传感器固定于透明保温杯的内壁上；电热器置于水中；电热器、温度传感器、电动机皆通过导线连接于主机上；指示灯、启动开关、复位开关、液晶屏皆固定于主电路板上，主机外壳将主电路板封装。

本实用新型的有益效果：装置通过控制放被测物件和不放物件两种情况下的初末温度相同以及水、透明保温杯（包括搅拌器）质量相等，将上述种种的热量散失抵消掉，使测量结果较准确。另外，本装置通过32位ARM处理器，使温度采集和时间控制更为准确。改进了搅拌器，使得所有操作基本都在封闭的保温杯中进行，避免了传统混合法中在量热器上盖开比较大的孔（温度计插孔和搅拌器插孔）带来的弊端。实验结果所需要的各种参数也可以在液晶显示屏上显示。总之，本装置不仅操作简单方便，更为重要的是使得实验测量结果准确度大幅提升。

附图说明

图1为本实用新型所述固体比热容测量装置示意图；

其中：1-被测物件，2-水，3-电热器，4-三叶型塑料搅拌器，5-温度传感器，6-电动机，7-导线，8-指示灯，9-启动开关，10-主机复位按钮，11-主机外壳，12-液晶屏，13-透明保温杯，14-带线孔的绝缘上盖。

具体实施方式

以下将结合附图1对本实用新型的技术方案进行详细说明。

一种固体比热容测量装置，包括主机箱、液晶显示屏、启动开关、复位开关10、指示灯8、电热器3、电动机6、三叶型塑料搅拌器4、温度传感器5、主电路板、透明保温杯13、带线孔的绝缘上盖14、导线、电缆组成。

水2盛于透明保温杯13中，被测物件1放于水2中；带线孔的绝缘上盖14盖在透明保温杯13上端，电动机6固定于绝缘上盖14的下表面，且与线孔相对应，三叶型塑料搅拌器4固定在电动机6的转轴上；温度传感器5固定于透明保温杯13的内壁上；电热器3置于水中；电热器3、温度传感器5、电动机6皆通过导线7连接于主机上；指示灯8、启动开关9、复位开关10、液晶屏12皆固定于主电路板上，主机外壳11将主电路板封装起来，其中，指示灯用于指示三叶型塑料搅拌器4、温度传感器5、电热器3以及主机的工作状态。

本实用新型提供的一种固体比热容测量装置原理为：

第一次为不加物件测量。按下面板上的启动开关，主机立刻记下此时的水温值T1和时刻t1,并显示在液晶屏上，同时，主机控制接通直流电源和电热器3，电热器开始工作，给水加热。当主机检测到水温值到达某一上限T2时，蜂鸣器报警，记录此时刻时间t2,并显示在液晶屏上，同时切断直流电源与电热器3的连接，电热器3停止加热，第一次测量结束。

第二次为加物件测量。当主机检测到水温值降为T1时，记下此时刻时间t3，并显示在液晶屏上，同时，主机控制接通直流电源和电热器，电热器开始工作，给水加热。当主机检测到水温值到达上限T2时，蜂鸣器报警，记录此时刻时间t4,并显示在液晶屏上，同时切断直流电源与电热器的连接，电热器停止加热，整个实验测量结束。液晶屏最终会显示T1，T2，t1，t2，t3,t4，代入公式即可算出物件的比热容，式中U,I为电热器3的额定电压和额定电流；m为物件的质量，用物理天平测量。