專利名稱：玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種教學(xué)儀器，特別是一種玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在新編普通高中課程標準實驗教科書《物理》選修3-3冊中，講授“波意耳定律”時，需要進行探究演示實驗。探究波意耳定律是高中物理教學(xué)內(nèi)容，但是，建國以來一直沒有專用儀器，教育部以前的配備教學(xué)儀器目錄中，采用“氣體定律演示器”來做實驗。由于“氣體定律演示器”專用性不強，實驗誤差較大，可見度不高，嚴重影響教學(xué)效果。2010年教育部頒布新的普通 高中理科教學(xué)儀器配備標準吋，新増了波意耳定律演示器項目。該教學(xué)專用儀器目前國內(nèi)尚無定型廣品。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種實驗精度高、可見度強、有助于提升教學(xué)效果的玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)，包括由透明材料制成的貯氣柱、連接管、進排水管和刻度板，連接管和進排水管分別與貯氣柱的下部兩側(cè)連接，進排水管上設(shè)有進排水閥，刻度板設(shè)在貯氣柱側(cè)部，貯氣柱頂部連接有溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)。所述溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)包括溫度傳感器、微處理器和溫度顯示屏，溫度傳感器密封固定在貯氣柱的頂部，溫度傳感器和溫度顯示屏分別與微處理器通過數(shù)據(jù)線連接。采用上述技術(shù)方案，連接管的另一端與玻意耳定律演示器的壓強傳遞顯示系統(tǒng)連接。壓強傳遞顯示系統(tǒng)包括液壓室、指針壓カ表、安全閥和進氣導(dǎo)管，指針壓カ表和安全閥設(shè)在液壓室頂部，進氣導(dǎo)管的內(nèi)端管ロ位于液壓室內(nèi)上部，進氣導(dǎo)管上設(shè)有位于液壓室外部的進氣閥，連接管與液壓室下部連接。在課堂上演示時，先打開進排水閥，向貯氣柱內(nèi)并通過連接管向液壓室中充入ー定量的水，然后關(guān)閉進排水閥，接著打開進氣閥，通過進氣導(dǎo)管向液壓室內(nèi)充入壓カ氣體，壓カ氣體將液壓室內(nèi)的水通過連接管壓入到貯氣柱中，壓カ表顯示出壓カ數(shù)值，壓カ越大，貯氣柱上部的空氣柱的體積越小。溫度傳感器將采集到空氣柱內(nèi)的溫度信號輸送到微處理器，微處理器將溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在溫度顯示屏上顯示出具體溫度數(shù)值，從而演示一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強P與體積V成反比。用本實用新型做演示實驗，任意取10組數(shù)據(jù)進行計算，平均誤差小于I. 0%，溫度不變值不大于0. Iで。當演示結(jié)束后，打開進排水閥，將水排出即可。安全閥起到避免壓カ過大損壞零部件的作用。本實用新型設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，專用性強，實驗誤差小，并具有極強的可見度，充分提高了教學(xué)效果，實用性強，易于推廣應(yīng)用。
圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型的玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)，包括設(shè)置在底座I上由透明材料制成的貯氣柱7、連接管11、進排水管8和刻度板9，連接管11和進排水管8分別與貯氣柱7的下部兩側(cè)連接，進排水管8上設(shè)有進排水閥10，刻度板9設(shè)在貯氣柱7側(cè)部，貯氣柱7頂部連接有溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)。溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)包括溫度傳感器13、微 處理器14和溫度顯示屏15，溫度傳感器13密封固定在貯氣柱7的頂部，溫度傳感器13和溫度顯示屏15分別與微處理器14通過數(shù)據(jù)線連接。玻意耳定律演示器還包括壓強傳遞顯示系統(tǒng)，壓強傳遞顯示系統(tǒng)包括設(shè)置在底座I上由透明材料制成的液壓室2、指針壓カ表3、安全閥4和進氣導(dǎo)管5，指針壓カ表3和安全閥4設(shè)在液壓室2頂部，進氣導(dǎo)管5的內(nèi)端管ロ位于液壓室2內(nèi)上部，進氣導(dǎo)管5上設(shè)有位于液壓室2外部的進氣閥6，連接管11與液壓室2下部連接。忙氣柱7用透明材料制造，有效高度不小于400mm,壁厚不小于3mm ;可見度較高，氣體體積變化測試精確?？潭劝?緊貼在貯氣柱7兩側(cè)，按氣體體積變化分度100等分自上而下設(shè)置刻度，每10等分標有數(shù)值，讀取方便，計算簡便。壓強傳遞采用液壓傳遞方式，克服了現(xiàn)有的“氣體定律演示器”的貯氣柱較短，用活塞加壓，摩擦生熱影響氣體溫度變化，造成實驗誤差較大的缺陷。本實用新型的液壓室2由透明材料制造，用液體加壓，壓強傳遞過程清晰可見，控制平穩(wěn)，取值精確。指針壓カ表3量程為0 — 0. 25Mpa，分度值0. OlMpa,精度4. 0級，示值誤差應(yīng)不大于I個分度值。進氣閥6、安全閥4、進排水閥10均應(yīng)采用金屬制品，進氣閥6和進排水閥10有方向標識，安全閥4控制液壓室2內(nèi)的壓カ達到0. 20Mpa時自動釋壓，保證實驗安全。溫度顯示屏15直接顯示實驗過程中的溫度，充分體現(xiàn)“在溫度不變的情況下，壓強P與體積V成反比”。這是其他同類實驗裝置所沒有的，也是難于做到的。在課堂上演示時，先打開進排水閥10，通過進排水管8向貯氣柱7內(nèi)并通過連接管11向液壓室2中充入一定量的水12，然后關(guān)閉進排水閥10，接著打開進氣閥6，通過進氣導(dǎo)管5向液壓室2內(nèi)充入壓カ氣體，壓カ氣體將液壓室2內(nèi)的水12通過連接管11壓入到貯氣柱7中，貯氣柱7內(nèi)的水柱上升，空氣柱體積減小,指針壓カ表3顯示出壓カ數(shù)值，壓カ越大，貯氣柱7上部的空氣柱的體積越小。溫度傳感器13將采集到空氣柱內(nèi)的溫度信號輸送到微處理器14，微處理器14將溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在溫度顯示屏15上顯示出具體溫度數(shù)值，從而演示一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強P與體積V成反比。當演示結(jié)束后，打開進排水閥10，將水排出即可。
權(quán)利要求1.玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)，其特征在于包括由透明材料制成的貯氣柱、連接管、進排水管和刻度板，連接管和進排水管分別與貯氣柱的下部兩側(cè)連接，進排水管上設(shè)有進排水閥，刻度板設(shè)在貯氣柱側(cè)部，貯氣柱頂部連接有溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)，其特征在干所述溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)包括溫度傳感器、微處理器和溫度顯示屏，溫度傳感器密封固定在貯氣柱的頂部，溫度傳感器和溫度顯示屏分別與微處理器通過數(shù)據(jù)線連接。
專利摘要玻意耳定律演示器的溫度數(shù)顯型氣體體積測試系統(tǒng)，包括由透明材料制成的貯氣柱、連接管、進排水管和刻度板，連接管和進排水管分別與貯氣柱的下部兩側(cè)連接，進排水管上設(shè)有進排水閥，刻度板設(shè)在貯氣柱側(cè)部，貯氣柱頂部連接有溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)。所述溫度數(shù)字顯示系統(tǒng)包括溫度傳感器、微處理器和溫度顯示屏，溫度傳感器密封固定在貯氣柱的頂部，溫度傳感器和溫度顯示屏分別與微處理器通過數(shù)據(jù)線連接。本實用新型設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，專用性強，實驗誤差小，并具有極強的可見度，充分提高了教學(xué)效果，實用性強，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號G09B23/12GK202650358SQ201220339458
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者翁華先, 高福欣, 鄧瑞杰 申請人:鄭州利生科教設(shè)備有限公司