線脹系數(shù)實驗講義(更新版)
【正文】 , 1分 。一旦開始升溫及讀數(shù)，避免再觸動實驗儀。 3．千分表 千分表是用于精密測量位移量的量具，它利用齒條 齒輪傳動機(jī)構(gòu)將線位移轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰?，由表針的角度改變量讀出線位移量。 2．開放式 PID溫控實驗儀 溫控實驗儀包含水箱，水泵，加熱器，控制及顯示電路等部分。增加積分作用 (減小 TI)可加快消除靜態(tài)偏差，但會使系統(tǒng)超調(diào)加大，增加動態(tài)偏差，積分作用太強(qiáng)甚至?xí)瓜到y(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。系統(tǒng)在升溫過程中，加熱器溫度總是高于被控對象溫度，在達(dá)到設(shè)定值后，即使減小或切斷加熱功率，加熱器存儲的熱量在一定時間內(nèi)仍然會使系統(tǒng)升溫，降溫有類似的反向過程，這稱之為系統(tǒng)的熱慣性。第二項為積分調(diào)節(jié)， TI為積分時間常數(shù)。當(dāng)△ t 很小時，由（ 2）式測得的α稱為固體在溫度為 t0時的微分線膨脹系數(shù)。物理實驗中經(jīng)常需要測量物理量隨溫度的變化關(guān)系，本實驗提供的溫控儀針對學(xué)生實驗的特點，讓學(xué)生自行設(shè)定調(diào)節(jié)參數(shù)，并能實時觀察到對于特定的參數(shù)，溫度及功率隨時間的變化關(guān)系及控制精度。在相同條件下，不同材料的固體，其線膨脹的程度各不相同，我們引入線膨脹系數(shù)來表征物質(zhì)的膨脹特性。 學(xué)習(xí) PID調(diào)節(jié)的原理并通過實驗了解參數(shù)設(shè)置對 PID調(diào)節(jié)過程的影響。 2． PID調(diào)節(jié)原理 PID調(diào)節(jié)是自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種調(diào)節(jié)規(guī)律，其控制系統(tǒng) 原理可用圖 1說明。 系統(tǒng)重新設(shè)定（或受到擾動）后經(jīng)過一定的過渡過程能夠達(dá)到新的平衡狀態(tài)，則為穩(wěn)定的調(diào)節(jié)過程；若被控量反復(fù)振蕩，甚至振幅越來越大，則為不穩(wěn)定調(diào)節(jié)過程，不穩(wěn)定調(diào)節(jié)過程是有害而不能采用的。 由（ 10）式可見，比例調(diào)節(jié)項輸出與偏差成正比，它能迅速對偏差作出反應(yīng)，并減小偏差，但它不能消除靜態(tài)偏差。 PID調(diào)節(jié)器的應(yīng)用已有一百多年的歷史，理論分析和實踐都表明，應(yīng)用這種調(diào)節(jié)規(guī)律對許多 具體過程進(jìn)行控制時，都能取得滿意的結(jié)果。 進(jìn)入測量界面后，屏幕上方的數(shù)據(jù)欄從左至右依次顯示序號，設(shè)定溫度，初始溫度，當(dāng)前溫度，當(dāng)前功率，調(diào)節(jié)時間等參數(shù)。若水箱排空后第 1次加水，應(yīng)該用軟管從出水孔將水經(jīng)水泵加入水箱，以便排出水泵內(nèi)的空氣，避免水泵空轉(zhuǎn)（無循環(huán)水流出）或發(fā)出嗡鳴聲。為減小系統(tǒng)誤差，將第 1 次溫度達(dá)到平衡時的溫度及千分表讀數(shù)分別作為 T0， L
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