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熱學(xué)綜合實驗平臺

更新時間:2024-06-13

訪問量:4058

簡要描述:
產(chǎn)品簡述
產(chǎn)品包含熱力學(xué)理論中的理想氣體狀態(tài)方程實驗,以及不同類型溫度傳感器的特性研究實驗。
品牌其他品牌產(chǎn)地類別國產(chǎn)
應(yīng)用領(lǐng)域能源,電子,航天,電氣


理想氣體狀態(tài)方程實驗:

理想氣體狀態(tài)方程是熱力學(xué)理論的基礎(chǔ)。它建立在波義耳-馬略特定律、查理定律、蓋·呂薩克定律等經(jīng)驗定律上,描述了理想氣體在處于平衡態(tài)時,壓強、體積、物質(zhì)的量和溫度間的狀態(tài)關(guān)系。學(xué)習(xí)理想氣體狀態(tài)方程理論對熱力學(xué)的后續(xù)學(xué)習(xí)具有重要作用。

本實驗采用控制變量法,通過單獨改變溫度或壓強或體積,驗證波義耳-馬略特定律、查理定律和蓋·呂薩克定律,并結(jié)合阿伏伽德羅定律和理想氣體溫標(biāo)定義,加深對理想氣體及其物態(tài)方程的理解,奠定熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)。

溫度傳感器特性研究實驗:

溫度傳感器作為傳感器中的重要一類,用途十分廣闊:可用于實現(xiàn)溫度測量與控制、溫度補償、流速、流量和風(fēng)速測定、液位指示、溫度測量、紫外光和紅外光測量、微波功率測量等功能,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中扮演著重要作用。

本產(chǎn)品研究多種應(yīng)用廣泛的溫度傳感器(包含接觸式或非接觸式)的特性,掌握不同傳感器的測溫原理。用戶可結(jié)合專業(yè)特色和課程設(shè)置靈活選取不同傳感器進(jìn)行研究。

產(chǎn)品特點

1.       理想氣體狀態(tài)方程實驗可在同一套實驗裝置上,采用控制變量法進(jìn)行實驗,并解決了以前該類實驗裝置無法完整驗證三個定律的缺陷。

2.       理想氣體狀態(tài)方程實驗采用電熱管加熱:解決了以往采用水循環(huán)加熱方式中溫度變化范圍窄、變溫緩慢的問題。

3.       ★采用壽命長、體積小、可靠性高的固態(tài)器件——半導(dǎo)體致冷片作為變溫元件,通過主動風(fēng)冷散熱方式,實現(xiàn)-10+70℃的溫度變化,且為純電控裝置,避免了水的管理和安全隱患。

4.       溫度傳感器特性研究實驗的溫控臺內(nèi)部溫度均勻,溫度測量誤差小。

5.       溫度傳感器種類豐富——不僅包括常見的接觸式,還加入了以往該實驗課程沒有的非接觸式,讓學(xué)生更深刻的學(xué)習(xí)了解各類溫度傳感器的特點和適用場景。

6.       模塊化結(jié)構(gòu)——各部件功能清晰,可結(jié)合專業(yè)特色和課程設(shè)置靈活選取傳感器進(jìn)行研究。

7.       采用通用直流電源,以實現(xiàn)穩(wěn)壓或穩(wěn)流調(diào)節(jié),可在多場景、多實驗中使用,特別適合創(chuàng)新實驗室。


實驗內(nèi)容

理想氣體狀態(tài)方程實驗:

1.       研究等溫條件下,一定質(zhì)量氣體的壓強與體積的關(guān)系,驗證波義耳-馬略特定律

2.       研究等容條件下,一定質(zhì)量氣體的溫度與壓強的關(guān)系,驗證查理定律

3.       研究等壓條件下,一定質(zhì)量氣體的溫度與體積的關(guān)系,驗證蓋•呂薩克定律

4.       計算一定氣體的物質(zhì)的量

5.       計算普適氣體常量

溫度傳感器特性研究實驗:

1.       研究RTD溫度傳感器的電阻與溫度的關(guān)系

2.       研究PTC溫度傳感器的電阻與溫度的關(guān)系

3.       研究NTC溫度傳感器的電阻與溫度的關(guān)系

4.       研究PN結(jié)溫度傳感器的電壓與溫度的關(guān)系

5.       研究LM35集成溫度傳感器的輸出電壓與溫度的關(guān)系

6.       研究AD590集成溫度傳感器的輸出電流與溫度的關(guān)系

7.       研究熱電偶溫度傳感器工作端的電壓變化量與溫度變化量的關(guān)系

8.       研究紅外熱電堆溫度傳感器工作端的電壓變化量與溫度變化量的關(guān)系

9.       演示紅外熱釋電溫度探測器的應(yīng)用(選做)

知識點

理想氣體、物態(tài)方程、玻義耳-馬略特定律、查理定律、蓋•呂薩克定律、阿伏伽德羅定律;帕爾貼效應(yīng)、塞貝克效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)、半導(dǎo)體制冷、鉑熱電阻、熱敏電阻、PN結(jié)、集成溫度傳感器、熱電偶、非接觸紅外測溫、紅外探測

技術(shù)指標(biāo)

1           ★系統(tǒng)組成:系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,由氣體定律實驗裝置、數(shù)字溫度計、數(shù)字壓強計、直流穩(wěn)壓電源、壓強傳感器、溫控臺、熱電偶熱電堆傳感器特性測試單元、傳感器特性測試單元、熱釋電紅外探測單元、PT1000溫度傳感器、PTC熱敏電阻溫度傳感器、NTC熱敏電阻溫度傳感器、PN結(jié)溫度傳感器、LM35集成溫度傳感器、AD590集成溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器、熱電堆型紅外輻射傳感器、萬用表等組成。

2           理想氣體狀態(tài)方程實驗:

1)             普適氣體常數(shù)測量相對誤差:≤5%;

2)             采用控制變量法進(jìn)行實驗,同一裝置上同時驗證波義耳-馬略特定律、查理定律、蓋•呂薩克定律三個定律

3           溫度傳感器特性研究實驗:

1)        實驗溫度范圍:包含-10℃~+70

2)        8種溫度傳感器探頭設(shè)計分離開放透明,以開放電路板為實驗平臺,完成多種溫度傳感器的特性測試和應(yīng)用,傳感器可隨意更換、添加:

PT1000溫度傳感器:結(jié)果相對誤差:≤5%

PTC熱敏電阻溫度傳感器

NTC熱敏電阻溫度傳感器

PN結(jié)溫度傳感器:結(jié)果相對誤差:≤5%

LM35集成溫度傳感器:結(jié)果相對誤差:≤5%

AD590集成溫度傳感器:結(jié)果相對誤差:≤5%

熱電偶溫度傳感器:T型熱電偶;

熱電堆型紅外輻射傳感器:非接觸式測溫、觀察不同熱源其電壓的變化。

4           氣體定律實驗裝置

1)             ★采用薄膜電加熱空氣腔技術(shù)(非半導(dǎo)體器件加熱),玻璃腔體壁電加熱膜透明可見,腔內(nèi)活塞、溫度傳感器等清晰可視,可視范圍>180°;腔體內(nèi)氣體溫度范圍:室溫~100℃;圓柱形熱腔表面電加熱的電阻率均勻度:≥96%

2)             采用活塞螺紋旋進(jìn)方式,調(diào)節(jié)順暢、連續(xù)、穩(wěn)定。位置調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性優(yōu)于±0.1mm,帶限位功能,避免活塞碰撞置于加熱管內(nèi)部的溫度傳感器。

3)             氣體壓強變化范圍:約70kPa;

4)             氣體體積范圍:60mL120mL,氣體最大體積130mL,分度值1mL;

5)             耐壓200kPa。

5           溫控臺

1)         ★控溫范圍:-10℃~+70℃(在環(huán)境溫度25℃時),控溫方式:PID控制,控溫精度:≤± 0.5℃,通過半導(dǎo)體致冷片(12V/5A)純電控變溫。

2)         ★具備3個溫度傳感器通道,可同時測量多個溫度傳感器;采用準(zhǔn)金屬體作為等溫介質(zhì),等溫塊體測溫而非空腔方式,實現(xiàn)溫度均勻分布。

3)         具有制冷、制熱和故障指示功能;具有上電自檢、超溫保護、超壓保護、極性切換保護功能;具有未接傳感器、超范圍異常顯示功能。

4)             散熱方式:熱管鰭片結(jié)構(gòu)的風(fēng)冷散熱,風(fēng)扇含控制和故障檢測功能。

6           熱電偶傳感器特性測試單元:

1)             電壓放大倍數(shù):100

7           熱電堆傳感器特性測試單元熱電堆區(qū):

1)             電壓放大倍數(shù):100;

8           傳感器特性測試單元

1)             相同測試功能區(qū)域:2組;

2)             電源三檔切換:

3)             電流源:1mA;

4)             NULL檔:空檔;

5)             電壓源:7V;

9           熱釋電紅外探測單元(選配)

1)             模式選擇兩檔切換:可重復(fù)觸發(fā)、不可重復(fù)觸發(fā)

2)             兩種菲涅爾透鏡類型:半球形、一字形

3)             靈敏度、鎖時間、延遲時間連續(xù)可調(diào)

10       數(shù)字溫度計

1)             顯示范圍:?55℃~+155

2)             顯示分辨率:0.1

3)             具有未接傳感器、超范圍異常顯示功能

11       數(shù)字壓強計

1)             顯示范圍:20210kPa

2)             顯示分辨率:0.1kPa

3)             具有未接傳感器、超范圍異常顯示功能

12       直流穩(wěn)壓電源

1)             續(xù)可調(diào)電壓范圍:030V

2)             顯示分辨率0.1V


產(chǎn)品組成

本系統(tǒng)主要由氣體定律實驗裝置、數(shù)字溫度計、數(shù)字壓強計、直流穩(wěn)壓電源、壓強傳感器、溫控臺、熱電偶熱電堆傳感器特性測試單元、傳感器特性測試單元、熱釋電紅外探測單元、PT1000溫度傳感器、PTC熱敏電阻溫度傳感器、NTC熱敏電阻溫度傳感器、PN結(jié)溫度傳感器、LM35集成溫度傳感器、AD590集成溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器、熱電堆型紅外輻射傳感器、萬用表等組成。

序號

名稱

編號

數(shù)量

備注

1

氣體定律實驗裝置

ZKY-PC0001

1


2

數(shù)字溫度計

ZKY-BR0002

1


3

數(shù)字壓強計

ZKY-PA0001

1


4

直流穩(wěn)壓電源

ZKY-BJ0002

1


5

壓強傳感器

ZKY-BH0001

1


6

溫控臺

ZKY-PC0002

1


7

熱電偶熱電堆傳感器特性測試單元

ZKY-PC0003

1


8

傳感器特性測試單元

ZKY-AD0004

1


9

熱釋電紅外探測單元

ZKY-AD0005

1


10

PT1000溫度傳感器

ZKY-BH0002

2


11

PTC熱敏電阻溫度傳感器

ZKY-BH0003

1


12

NTC熱敏電阻溫度傳感器

ZKY-BH0004

1


13

PN結(jié)溫度傳感器

ZKY-BH0005

1


14

LM35集成溫度傳感器

ZKY-BH0006

1


15

AD590集成溫度傳感器

ZKY-BH0007

1


16

熱電偶溫度傳感器

ZKY-BH0008

1


17

熱電堆型紅外輻射傳感器

ZKY-BH0009

1


用戶自備設(shè)備

1.       萬用表(三位半及以上)     2/

2.       示波器(20MHz單通道及以上)

每實驗室僅需1~2臺(僅實驗項目9MZ使用)


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