TWP-W214不良導體導熱系數測定儀

一、概述

導熱系數是表征物質熱傳導性質的物理量。材料結構的變化與所含雜質對導熱系數值都有明顯的影響，因此材料的導熱系數常常需要由實驗具體測定。測量導熱系數的方法一般分為兩類：一類是穩態法；一類是動態法。在穩態法中，先利用熱源在待測樣品內部形成一個穩定的溫度分布，然后進行測量。在動態法中，待測樣品溫度分布是隨時間變化的。

本實驗儀是用穩態法測量不良導體導熱系數的實驗儀器，加熱盤與散熱盤為鋁制，大幅減輕了儀器的重量。加熱盤工作在安全電壓下，由單片機自適應控制加熱溫度，加熱盤及散熱盤的溫度曲線由單片機自動記錄、繪制曲線并儲存，且儀器配備有計算機接口及實驗軟件，可在計算機上由實驗軟件自動描繪曲線、記錄實驗數據及計算實驗結果。該儀器結構牢固、測控方便、自動化程度高，可廣泛應用于大專院校普通物理熱學實驗。

主要技術參數

1.加熱盤及散熱盤材質：鋁；

直徑：130mm；

厚度：10mm；

2.加熱器及溫度控制加熱電壓：AC 36V；

控溫范圍：室溫—80℃；

控溫調節分辨率：1℃；

控溫顯示分辨率：0.1℃；

3.溫度測量數字式溫度計顯示范圍：0℃—99.9℃；

溫度顯示分辨率∶ 0.1℃;

自動測溫時間上限∶450秒。

應用本儀器可以完成以下實驗項目:

1.測量不良導體（如橡膠、空氣）的導熱系數；

2.學習用物體散熱速率求熱傳導速率的實驗方法；

3.學習溫度傳感器的使用方法。

【實驗內容】

1.旋下三個固定螺母，將橡膠樣品放在加熱盤與散熱盤中間，橡膠樣品要求與加熱盤、散熱盤完全對準，調節散熱盤底下的三個微調螺絲，使樣品與加熱盤、散熱盤接觸良好，但注意不宜過緊；

2.將加熱盤上的四芯插座通過連接線連接至主機背面的“接加熱器”端；將底盤上的二芯插座通過連接線連接至主機背面的“接風扇”端；主機背面的“加熱盤”與“散熱盤”兩個插座分別連接溫度傳感器，可在傳感器上涂抹一些導熱硅脂，以確保傳感器接觸良好，而后將“加熱盤”插座連接的傳感器塞入加熱盤上的圓孔，將“散熱盤”插座連接的傳感器塞入散熱盤上的圓孔，要求傳感器完全插入小孔中。加熱盤和散熱盤兩個傳感器要一一對應，不可互換）；在安放加熱盤和散熱盤時，還應注意使放置傳感器的小孔上下對齊。

3.設定加熱器控制溫度及溫度記錄間隔時間：在初始菜單界面按“向上”與“向下”鍵將光標移動至“參數設置”菜單，按下“確定”鍵，選擇“目標溫度”項，按“向上”與“向下”鍵增減目標溫度，按“確定”或“返回”鍵完成設置；在“參數設置”菜單中選擇“間隔時間”項，按“向上”與“向下”鍵增減溫度記錄的間隔時間（步長5s），按“確定”或“返回”鍵完成設置。

4.在初始菜單界面選擇“溫度記錄”功能，便會立即開始按設定的間隔時間記錄并描繪兩個傳感器的溫度曲線，“加熱狀態”初始為“停止”，在此界面按一下“確定”鍵，可將“加熱狀態”切換為“加熱”，同時“加熱指示”燈閃亮，加熱盤開始按設定溫度加熱控溫。然后再按一下“確定”鍵，或者按“返回”鍵退出此界面，即可停止加熱。

5.加熱盤的溫度上升到設定溫度值時，開始觀察加熱盤和散熱盤的溫度，可每隔一分鐘記錄一次，待在10分鐘內加熱盤和散熱盤的溫度值基本不變，可以認為已經達到穩定狀態了，隨后記錄加熱盤和散熱盤穩態時的溫度 和 ，并按“返回”鍵退出“溫度記錄”界面（可將數據儲存為“有樣品加熱”）。

6.取走橡膠樣品，調節三個螺栓使加熱盤和散熱盤接觸良好，設定目標溫度至80℃，再次進入“溫度記錄”功能并按“確定”鍵開始直接對散熱盤加熱，使散熱盤溫度上升到高于穩態時的 值10℃~15℃左右即可，然后按“返回”鍵退出“溫度記錄”界面（可將數據儲存為“無樣品加熱”）。