图4 主机前面板示意图

图5 主机后面板示意图

0—加热指示灯：指示加热控制开关的状态。亮时表示正在加热，灭时表示加热停止； 1—加热电压调节：调节加热电压的大小（范围：15.00V～19.99V）； 2—电压表：显示两个电压，即“加热电压（V）”和“热电势（mV）”；

3—电压切换：在“加热电压”和“热电势”之间切换，同时“电压表”显示相应的电压；

4—加热计时显示：显示加热的时间，前两位表示分，后两位表示秒，最大显示99：59； 5—热电势切换：在“中心面－室温”的温差热电势和“中心面－加热面”的温差热电势之间切换，同时“电压表”显示相应的热电势数值；

6—清零：当不需要当前计时显示数值而需要重新计时时，可按此键实现清零； 7—电源开关：打开或关闭实验仪器；

8—电源插座：接220V,1.25A的交流电源；

9—控制信号：为放大盒及加热薄膜提供工作电压； 10—热电势输入：将传感器感应的热电势输入到主机； 11—加热控制：控制加热的开关。

(2) 实验装置

实验装置是安放实验样品和通过热电偶测温并放大感应信号的平台；实验装置采用了卧式插拔组合结构，如图6所示，各部分功能如下：

12—放大盒：将热电偶感应的电压信号放大并将此信号输入到主机； 13—中心面横梁：承载中心面的热电偶（图B2－7中的“左横梁”）；

13

14 七芯插座

12 15 16 17 16 15 18 19

图6 实验装置正视图

14—加热面横梁：承载加热面的热电偶（图B2－7中的“右横梁”）； 15—隔热层：尽可能减少加热样品时的散热，以保证实验精度；

16—加热器（薄膜）的位置（在里面，每一加热薄膜的两侧可安装样品，结构如图3所

示；

17－中心面位置，放置中心面热电偶之处；

18－锁定杆：实验时锁定横梁，防止未松动螺杆取出热电偶导致热电偶损坏； 19—螺杆旋钮：推动隔热层压紧或松动实验样品和热电偶。

(3) 接线原理图及接线说明

实验时，将两只热电偶的热端分别置于样品的“加热面中心”和“中心面中心”，冷端置于保温杯中，接线插孔实物和接线原理如图7、图8所示。

⑴. 放大盒的两个“中心面热端＋”相互短接再与左横梁的中心面热端 “＋”相连（三

个绿色插孔）；

⑵. 放大盒的“中心面冷端＋”与保温杯的“中心面冷端＋”相连（二个蓝色插孔）； ⑶. 放大盒的“加热面热端＋”与右横梁的“加热面热端＋”相连（二个黄色插孔）； ⑷. “热电势输出－”和“热电势输出＋”则与主机后面板的“热电势输入－”和“热

电势输出＋”相连（红连接红，黑连接黑）；

⑸. 左、右横梁的两个“－”端分别与保温杯上相应的“－”端相连（均为黑连黑）； ⑹. 放大盒左侧面的七芯插座与后面板上的“控制信号”与相连。 主机面板上的热电势切换开关相当于图8中的切换开关K

开关向上合时，B点为热电偶的高温端，C点为热电偶的低温端，测量的是“中心面与

左横梁 放大盒

右横梁

保温

图7 保温杯和实验装置俯视图

室温”间的温差热电势，而A、D部分不起作用；

中心面热端-

左横梁

C

中心面冷端+ 中心面热端+

B

K

置于中心面

热电势输出+

置于加热面

中心面热端+ 加热面热端+ 放大盒 加热面热端-

图B2－8 接线方法和测量原理图

右横梁

置于保温杯

保温杯热电势输出- D A

开关向下合时，A、D点组合测量的是“加热面与室温”间的温差热电势，B、C点组合测量的是“中心面与室温”间的温差热电势。当它们串联起来时，由于C、D有相同的温度，故总的温差热电势就表示“加热面与中心面”的温差热电势。

【实验内容】

一、必做部分：测量有机玻璃样品的导热系数和比热容 1. 安装样品并连接各部分联线

用万用表检查两只热电偶冷端和热端的电阻值大小，一般在3～6欧姆内，如果偏差大于1欧姆，则可能是热电偶有问题，遇到此情况应请指导教师帮助解决。

旋松螺杆旋钮，轻轻拔出左、右两横梁（横梁下装有热电偶，小心！不能弄坏，且横梁的左右位置不能搞错），取出样品架。戴好手套(手套自备)，以尽量保证四个实验样品初始温度保持一致。将冷却好的“有机玻璃样品”放进样品架中，并按原样安装好，然后旋动螺杆旋钮以压紧样品。在保温杯中加入自来水，水的容量约在保温杯容量的3/5为宜。根据实验要求连接好各部分连线（其中包括主机与样品架放大盒，放大盒与横梁，放大盒与保温杯，横梁与保温杯之间的连线）。 2. 设定加热电压

检查各部分接线是否有误，同时确认后面板上的“加热控制”开关已经关上。 ⑴． 打开主机电源，预热仪器10分钟左右。

⑵． 按下“电压切换” 按钮，切换到“加热电压”档位，旋转“加热电压调节”旋钮

到所需要的电压。（参考加热电压：约18V）

3. 测定样品“加热面与中心面”间的温度差和“中心面”的升温速率

⑴． 弹出“电压切换” 按钮，切换到“热电势”档位；弹出“热电势切换” 按钮，

切换到“温差”档位。 ⑵． 等待！！让显示的“温差热电势”的绝对值小于0.004mV（如果实验要求精度不高，

此条件可以放宽到 0.010左右，但不能太大，以免降低实验的准确性）。

⑶． 保证上述⑵的条件后，打开主机背面的“加热控制”开关，并开始记录数据。记

数据时，每隔1分钟分别记录一次“加热面与中心面之间的温差热电势”和“中心面热电势”。一次实验时间应在25分钟之内完成，一般在16分钟左右为宜）。

！！！！技巧：读数时，要来回“按下”或“弹出”“热电势切换”按钮，以读到温差热电势值Vt和中心面热电势V。实验时，可先读Vt，过半分钟后读V，再过半分钟读Vt……这样能保证Vt读数的间隔是1分钟，V读数的间隔也是1分钟。

⑷． 根据数据，计算“加热面与中心面”间的温度差?t和“中心面”的升温速率

?t。 ??4. 由式（6）和式（8）计算有机玻璃的导热系数?和比热容c。

二、选做部分：测量橡胶样品的导热系数和比热容

测量过第一个样品如需要更换样品进行下一次实验时，其操作顺序是：关闭加热控制开关 → 关闭电源开关 →旋螺杆以松动实验样品 → 取出实验样品 → 取下热电偶传感器 → 取出加热薄膜冷却。至常温后，再安装新的样品。

注意：在取样品的时候，必须先将中心面横梁热电偶取出，再取出实验样品，最后取出加热面横梁热电偶。严禁以热电偶弯折的方法取出实验样品，这样将会大大减小热电偶的使用寿命。

操作同“测量有机玻璃样品的导热系数和比热容”一致。

【数据与结果】

一、 必做部分：测量有机玻璃样品的导热系数和比热容

表1 测量有机玻璃样品的导热系数及比热容数据 时间 加热面与中心面之间中心面热电τ（min） 的温差热电势Vt(mV) 势V(mV) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 中心面上每分钟上升的热电势ΔV=V n+1－Vn ――― 描述与平均值 1.经观察，加热面与中心面之间的温差热电势Vt在第 分钟到第 分钟较稳定。选这时间段内的5个数据为对象，计算平均值可得： Vt? 。 2.经观察，中心面上每分钟上升的热电势?V在第 分钟到第 分钟时间段较稳定。选这时间段内的5个数据为对象，计算平均值可得： ?V? 。 ?t ??将Vt和?V换算为“加热面与中心面”之间的温度差?t和“中心面”的升温速率