落球法粘滯系數(shù)測定儀液體粘滯系數(shù)又稱為內摩擦系數(shù)或粘度,是描述液體內摩擦力性質的一個重要物理量。它表征液體反抗形變的能力,只有在液體內存在相對運動時才表現(xiàn)出來。粘滯系數(shù)除了因材料而異之外還比較敏感的依賴溫度,液體的粘滯系數(shù)隨著溫度升高而減少。
PID控制是控制系統(tǒng)中見也是很重要的一個控制方法,廣泛用于工業(yè)控制系統(tǒng)和各種其他需要連續(xù)調節(jié)控制的控制回路反饋機構。其中PID分別指的是比例、積分和微分控制,每一部分的控制都有一定的作用。在負反饋的PD控制中,比例控制的輸出信號和感溫元件的偏差成正比,這種調節(jié)方式的問題是會存在靜差,即得到的結果和設定值之間有一個固定的差值,如果這時候加入積分調節(jié),輸出信號便會隨時間緩慢上升,這相當于輸入信號對時間的一種累積效果。用PI調節(jié)時,能消除靜差,而且調節(jié)過程平穩(wěn),但缺點是花費時間較長,這時候再加入微分調節(jié),便可以使調節(jié)過程加快,這時候帶來的問題是容易引起溫度的振蕩。PID三種方式結合起來時,通過調節(jié)這三種參數(shù),便可以使調節(jié)過程即平穩(wěn)又迅速。在控制溫度的應用環(huán)境中,當通過溫度傳感器所采集到的被測溫度偏離所希望的給定值時,PID控制可根據(jù)測量信號與給定值的偏差進行比例P、積分I、微分D運算,從而輸出某個適當?shù)目刂菩盘柦o執(zhí)行機構,促使測量值恢復到給定值,達到自動控制的效果。
本公司研制的變溫粘滯系數(shù)實驗儀可利用PID方法控制循環(huán)水溫度,為落球法液體粘滯系數(shù)測量實驗提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境,且控溫參數(shù)可調節(jié),并配備有能夠自動描繪溫度及功率曲線的液晶屏,在完成液體粘滯系數(shù)測量實驗的同時亦能夠讓學生實時觀察各項控溫參數(shù)對于PID控溫系統(tǒng)的影響。
1.落球法粘滯系數(shù)實驗裝置
(1)雙層玻璃量筒:內徑24mm,外徑50mm,高度400mm;
(2)測試樣品:直徑2.0mm與直徑2.4mm鋼珠;
(3)鋼珠導向漏斗:高度約45mm,導管直徑分別為2.1mm和2.5mm各一個;
(4)配有電子秒表。
2.水循環(huán)及PID控溫實驗主機
(1)液晶顯示模塊:256*128點陣帶背光,可實時顯示加熱過程的溫度、功率調節(jié)曲線及參數(shù);
(2)嵌入式軟件功能:蜂鳴器與顯示屏可同時提示溫度到達穩(wěn)定,自動檢測水循環(huán)流量防止干燒,PID設定參數(shù)可調整,并具有數(shù)據(jù)存儲、回查功能;
(3)儲水罐:容量900mL;
(4)加熱器:功率600W;
(5)控溫范圍:室溫至60℃,顯示精度0.1℃。