落球法粘滯系數測定儀液體粘滯系數又稱(chēng)為內摩擦系數或粘度,是描述液體內摩擦力性質(zhì)的一個(gè)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(dòng)時(shí)才表現出來(lái)。粘滯系數除了因材料而異之外還比較敏感的依賴(lài)溫度,液體的粘滯系數隨著(zhù)溫度升高而減少。
PID控制是控制系統中見(jiàn)也是很重要的一個(gè)控制方法,廣泛用于工業(yè)控制系統和各種其他需要連續調節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,這種調節方式的問(wèn)題是會(huì )存在靜差,即得到的結果和設定值之間有一個(gè)固定的差值,如果這時(shí)候加入積分調節,輸出信號便會(huì )隨時(shí)間緩慢上升,這相當于輸入信號對時(shí)間的一種累積效果。用PI調節時(shí),能消除靜差,而且調節過(guò)程平穩,但缺點(diǎn)是花費時(shí)間較長(cháng),這時(shí)候再加入微分調節,便可以使調節過(guò)程加快,這時(shí)候帶來(lái)的問(wèn)題是容易引起溫度的振蕩。PID三種方式結合起來(lái)時(shí),通過(guò)調節這三種參數,便可以使調節過(guò)程即平穩又迅速。在控制溫度的應用環(huán)境中,當通過(guò)溫度傳感器所采集到的被測溫度偏離所希望的給定值時(shí),PID控制可根據測量信號與給定值的偏差進(jìn)行比例P、積分I、微分D運算,從而輸出某個(gè)適當的控制信號給執行機構,促使測量值恢復到給定值,達到自動(dòng)控制的效果。
本公司研制的變溫粘滯系數實(shí)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測量實(shí)驗提供穩定的溫度環(huán)境,且控溫參數可調節,并配備有能夠自動(dòng)描繪溫度及功率曲線(xiàn)的液晶屏,在完成液體粘滯系數測量實(shí)驗的同時(shí)亦能夠讓學(xué)生實(shí)時(shí)觀(guān)察各項控溫參數對于PID控溫系統的影響。
1.落球法粘滯系數實(shí)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(gè);
(4)配有電子秒表。
2.水循環(huán)及PID控溫實(shí)驗主機
(1)液晶顯示模塊:256*128點(diǎn)陣帶背光,可實(shí)時(shí)顯示加熱過(guò)程的溫度、功率調節曲線(xiàn)及參數;
(2)嵌入式軟件功能:蜂鳴器與顯示屏可同時(shí)提示溫度到達穩定,自動(dòng)檢測水循環(huán)流量防止干燒,PID設定參數可調整,并具有數據存儲、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℃。