大物实验-落球法测定液体黏度(精品)
用落球法测量液体的粘度实验报告
用落球法测量液体的粘度实验报告实验名称：用落球法测量液体的粘度实验目的：通过落球法测量液体的粘度，了解粘度的定义及计算方法。
实验原理：粘度是指液体流动阻力的大小。
通过落球法可以测量液体的粘度。
当一球从管子的上端落下时，由于液体的粘滞力，球不能自由下落，而是随时间逐渐减速直到停止。
落球法利用粘滞力对球体的作用直接测得液体黏度，计算公式如下：η=2(g-ρV)/9c其中，η为液体的粘度，g为重力加速度，V为球体体积，ρ为球体密度，c为液体中球体的附面积所造成的阻力系数。
实验器材：落球仪、不锈钢球、粘度杯、天平、计时器。
实验步骤：1. 将清洗干净的粘度杯放置于水平桌面上，从中心位置向四周倾倒粘度杯内液体，使其液面略高于粘度杯口。
2. 用干净柔软的织物揩干不锈钢球的表面和手指指纹，取适量液体注入粘度杯中。
3. 轻轻放入处理好的不锈钢球，并避免球与粘度杯发生碰撞。
4. 将不锈钢球从杯口自由落下，计时器开始计时。
5. 直到不锈钢球停止落下，记录下时间t。
6. 用天平称出不锈钢球的质量m，以及球的直径D和液体的温度θ。
7. 重复以上步骤3至6，得到不同时间下的球体速度v。
8. 用计算公式计算液体的粘度。
η=2(g-ρV)/(9c)9. 根据实验结果计算液体的平均粘度。
实验数据与结果：实验条件：球体质量m=0.13g，球的直径D=2mm，液体密度ρ=1.207g/cm³，液体表面张力＝0.0592N/m，重力加速度g＝9.8m/s²。
实验结果如下：实验时间（s）球体速度v(m/s)0 05 0.037310 0.073815 0.106520 0.139225 0.170230 0.1998计算平均粘度：η = 2(g-ρV)/(9c) = 44.478Pa·s实验结论：本实验使用落球法测量液体的粘度，测量结果为Η=44.48Pa·s。
根据测得的粘度，比较不同液体的粘度大小，观察不同温度下同一液体的粘度变化，加深对粘度概念和测量方法的理解。
【大学物理实验(含 数据+思考题)】仿真实验 落球法测定液体的粘度
仿真实验 / 落球法测定液体的粘度一、实验目的（1）观察液体的粘滞现象；（2）用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度；（3）巩固使用基本测量仪器的技能；（4）了解PID温度控制的原理。
二、实验仪器变温黏度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，停表，螺旋测微器，钢球若干，金属镊子。
三、实验原理1.落球法测定液体黏度原理一个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和黏滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程可以导出表示黏滞阻力的斯托克斯公式：（1）（1）式中d为小球直径。
由于黏滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后，所受外力达到平衡，小球将以匀速下落，此时有：（2）式中ρ为小球密度，ρ为液体密度。
由（2）式可解出黏度η的表达式：（3）本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时黏滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而（3）式可修正为：（4）当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的黏度值又较小时，小球在液体会达到较大的值，奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对中的平衡速度v斯托克斯公式的影响：（5）其中，Re称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。
（6）当Re小于0.1时，可认为（1）、（4）式成立。
当0.1<Re<1时，应考虑（5）式中1级修正项的影响，当Re大于1时，还须考虑高次修正项。
考虑（5）式中1级修正项的影响及玻璃管的影响后，黏度η1可表示为：（7）由于3Re/16是远小于1的数，将1/（1+3Re/16）按幂级数展开后近似为1－3Re/16，（7）式又可表示为：（8）已知或测量得到ρ、ρ、D、d、v等参数后，由（4）式计算黏度η，再由（6）式计算Re，若需计算Re的1级修正，则由（8）式计算经修正的黏度η1。
在国际单位制中，η的单位是Pa·s（帕斯卡·秒），在厘米，克，秒制中，η的单位是P（泊）或cP（厘泊），它们之间的换算关系是：1Pa·s=10P=1000cP （9）2.PID条件控制PID调节是自动控制系统中应用最为广泛的一种调节规律，自动控制系统的原理可用图1说明。
大物实验落球法测定液体黏度精品
大物实验-落球法测定液体黏度(精品) 大物实验-落球法测定液体黏度一、实验目的1.通过落球法测定液体的黏度，掌握黏度的概念及测量方法。
2.学习使用计时器和测量仪器，培养实验技能和动手能力。
3.分析实验数据，了解液体黏度与温度的关系。
二、实验原理黏度是描述流体内部摩擦力的物理量，是流体的重要性质之一。
在落球法中，将一已知质量和体积的小球从一定高度自由释放，使其在重力作用下在待测液体中下落。
通过测量小球下落的时间，可以计算出液体的黏度。
根据Stokes定律，小球在黏性液体中下落时受到的阻力为：F=6πηrV式中，η为液体黏度，r为小球半径，V为小球下落速度。
当小球在液体中下落达到稳定速度时，重力与阻力平衡，即：mg=6πηrV由此可得：η=(mg)/(6πrV)实验中，可以通过测量小球下落的时间t来计算其下落速度V。
设小球下落的高度为h，则有：V=(h/t)将V代入上式，可得：η=(mgt)/(6πrh)三、实验步骤1.准备实验器材：计时器、小球、量筒、温度计、待测液体等。
2.将待测液体倒入量筒中，测量其温度和体积。
3.将小球从一定高度自由释放，使其在重力作用下在待测液体中下落。
同时启动计时器记录小球下落的时间t。
4.重复实验3次，取平均值以减小误差。
5.根据实验数据计算液体黏度，并分析其与温度的关系。
四、实验数据分析假设实验得到的数据如下：实验次数液体温度（℃）液体体积（mL）小球质量（g）小球半径（cm）下落高度（cm）下落时间（s）黏度（Pa·s） 1 20 50 10 0.5 10 5.0 0.40 2 25 50 10 0.5 10 4.8 0.42 3 30 50 10 0.5 10 4.5 0.45根据实验数据，我们可以计算每次实验得到的液体黏度，并分析其与温度的关系。
通过计算可得：η1=(mg1t1)/(6πr1h1)=(0.01×9.8×5)/(6×3.14×0.005×0.1)=0.40Pa·s η2=(mg2t2)/(6πr2h2)=(0.01×9.8×4.8)/(6×3.14×0.005×0.1)=0.42Pa·sη3=(mg3t3)/(6πr3h3)=(0.01×9.8×4.5)/(6×3.14×0.005×0.1)=0.45Pa·s 可以看出，随着温度的升高，液体的黏度逐渐增大。
《医用物理》落球法测定液体的粘滞系数实验
1υπρηr g V m 6)(排-=2d r =tl =υ实验三落球法测定液体的粘滞系数【实验目的】（1）掌握用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法。
（2）学会使用电子天平，并会称量固体、液体密度。
（3）用落球法实验仪测定液体实时温度下的粘滞系数。
【实验仪器】落球法粘滞系数测定仪，激光光电计时仪，电子天平，砝码，2mm 小钢球，蓖麻油，米尺，千分尺，电子秒表，电子温度计等。
【实验原理】当金属小球在粘滞性液体中铅直下落时，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。
如果液体无限深广，在小球下落速度υ较小的情况下斯托克斯给出：6f r πηυ=（1）式中：r 是小球的半径，υ是小球下落的速度；η为液体的粘度，单位是s Pa ⋅。
如图（一）所示，小球在液体中下落时受到三个竖直方向的力：小球的重力G =mg （m 为小球的质量）；液体作用于小球的浮力F =排gV ρ(V 是小球的体积，ρ是液体的密度)；粘滞阻力6f r πηυ=（其方向与小球运动方向相反）；D 为量筒直径，H 为量筒中液体高度。
小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力f 也不大；但随着下落速度的增大，阻力也随之增大。
最后三个力达到平衡，即r gV mg πηυρ6+=排，于是，小球做匀速直线运动。
由上式可得：令小球的直径为d ，并用，代入上式得ρπ'=36d m2)6.11)(4.21(18)(2HdD d l tgd ++-'=ρρηlt gd 18)(2ρρη-'=ltgd 18)(2ρρη-'=)6.11)(4.21(1Hd D d ++（2）式中，ρ'为小钢球的密度，l 为小球匀速下落的距离（即两激光束之间的距离），t 为小球下落l 距离所用的时间。
实验时，待测液体盛于量筒中，如图（一）所示，不能满足无限深广的条件。
实验证明，若小球沿筒的中心轴线下降，式（2）需要做如下修正方能符合实际情况：•式中，D 为量筒直径，H 为量筒中液体高度。
落球法测液体的粘滞系数——大物实验
21 / 4实验一 落球法测液体的粘滞系数粘滞系数是液体的重要性质之一，它反映液体流动行为的特征．粘滞系数与液体的性质，温度和流速有关，准确测量这个量在工程技术方面有着广泛的实用价值．如机械的润滑，石油在管道中的传输，油脂涂料，医疗和药物等方面，都需测定粘滞系数．测量液体粘滞系数方法有多种，落球法（又称Stokes 法）是最基本的一种，它可用于测量粘度较大的透明或半透明液体，如蓖麻油，变压器油，甘油等．【实验目的】1．学习和掌握一些基本物理量的测量；2．学会落球法测定液体的粘滞系数．【实验原理】一个在液体中运动的物体会受到一个与其速度反方向的摩擦力，这个力的大小与物体的几何形状、物体的速度以及液体的内摩擦力有关．液体的内摩擦力可用粘滞系数η 来表征．对于一个在无限扩展液体中以速度v 运动的半径为r 的球形物体，斯托克斯（G.G. Stokes ）推导出该球形物体受到的摩擦力即粘滞力为r v F ⋅⋅⋅=ηπ61 （1）当一个球形物体在液体中垂直下落时，它要受到三种力的作用，即向上的粘滞力F 1、向上的液体浮力F 2和向下的重力F 3．球体受到液体的浮力可表示为g r F ⋅⋅⋅=13234ρπ （2）上式中ρ 1为液体的密度，g 为重力加速度．球体受到的重力为g r F ⋅⋅⋅=23334ρπ （3）式中ρ 2为球体的密度．当球体运动某一时间后，上述三种力将达到平衡，即321F F F =+ （4）此时，球体将以匀速v 运动（v 也称为收尾速度）．因此，可以通过测量球体的下落速度v 来确定液体的粘滞系数：22 / 4()v r g 92122⋅-⋅⋅=ρρη （5）这里v 可以从球体下落过程中某一区间距离s 所用时间t 得到，这样粘滞系数为()s t r ⋅⋅-⋅⋅=g 92122ρρη （6）在实际测量中，液体并非无限扩展，且容器的边界效应对球体受到的粘滞力有影响，因此公式（1）需要考虑这些因数做必要修正．对于在无限长，半径为R 的圆柱形液体轴线上下落的球体，修正后的粘滞力为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅+⋅⋅⋅⋅=R r r v F 4.2161ηπ （7）这样公式（6）变为()R r s t g r ⋅+⋅⋅⋅-⋅⋅=4.21192122ρρη （8）如果考虑到圆柱形液体的长度L 并非无限长，还有r /L 量级的进一步修正．【实验仪器】 F 3F 1+F 2图1 液体中小球受力分析图落球法粘滞系数测定仪（见图2）、小钢球、蓖麻油、米尺、液晶数显千分尺、游标卡尺、液体密度计、电子天平、电子秒表和温度计等．【实验内容】1．调整粘滞系数测定仪（1）调整底盘水平，在底盘横梁上放重锤部件，调节底盘旋纽，使重锤对准底盘的中心圆点；（2）将实验架上的上，下二个激光器接通电源，可看见其发出红光．调节上、下二个激光器，使其红色激光束平行，并对准锤线；（3）收回重锤部件，将盛有被测液体的量筒放置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变；（4）在实验架上放上钢球导管；（5）将小球放入钢球导管，看其是否能挡阻光线，若不能，则适当调整激光器位置．2．测量下落小球的匀速运动速度（1）测量上、下二个激光束之间的距离；（2）放小球入钢球导管，当小球落下，阻挡上面的红色激光束时，光线受阻，此时用秒表开始计时，到小球下落到阻挡下面的红色激光束时，计时停止，读出下落时间，重复测量6次以上．3．测量小钢球的密度ρ 2（1）用电子天平测量小钢球的质量m，测量一次；（2）用千分尺测其直径d，测量十次，计算平均值；（3）计算小钢球的密度ρ 2．23 / 44．用液体密度计测量蓖麻油的密度ρ 1（单次测量）．用游标卡尺测量量筒的内径D（测量六次）．用温度计测量液体温度（液体粘滞系数随温度变化很快，因此需要标明测量是在什么温度下进行的．）．5．用公式（8）计算η 值，η 值保留三位有效数据，η 的单位为kg·m-1·s-1．6．用滚筒法测量蓖麻油的粘滞系数，根据落球法的测量结果和仪器说明书，选择合适的转子和转速。
实验5落球法测定液体粘度
实验5落球法测定液体粘度
落球法测定液体粘度是一种粘度测试方法，它以一定的温度为准，在恒定的条件和一定时间内，将球形密度及测试液体充分混合，然后将球形物质在测试管内自由落体，并以时间方式测量出球形物质落体距离来测试液体的粘度。
落球法测定液体粘度的基本步骤包括：准备测试环境和主要仪器；将用于测试的球形物质（如球型钢球）放入测试管内；对球形物质进行称重；把测试管放在恒温体系中，并将恒温体系稳定在一定的温度；当测试温度达到预定温度时，将测试液体倒入测试管中；当测试液体浓度得到恒定时，打开测试管使球形物质自由落体；完成一组落球测试后，再进行一组落球测试，直到球形物质落下的距离在安全允许的范围内；记录球形物质落体距离；依据记录的落体距离使用相应的计算公式计算液体粘度；清理测试玻璃管及其他仪器设备，完成测试。
落球法测定液体粘度在应用中有它特有的特点：操作简便；精度可靠；适用于各种温度和浓度的液体；适用于包括水以外的各种液体；多种材料可以作为测定物；耗费和频率较低。
由此可以看出，落球法测定液体粘度的便捷性和非常可靠的结果使其成为测定液体粘度的一个有力工具。
然而，落球法测定液体粘度也有其缺点，如对变形物质较大粘度影响；对超粘液体测定困难，造成测量结果有偏差；测试时间比较长，一次测试只能得出一个粘度值，并不能给出温度的变化趋势；落球距离的测量结果很难准确比对；球形材料的作用不是很强，可能会影响到测量结果。
总而言之，落球法测定液体粘度具有它特有的特点和应用优势，但也有它的局限性和弊端，在应用时需要结合实际情况，合理使用，力求取得更加准确可靠的测试结果。
大学物理实验--落球法测定液体的粘度
实 验 原
平衡时
理
所以
tu 香
t
（− ） t
u
香
因为小球在内径 D，液高 H 的管中下落，不满足理想条件，进行修正。
再次修正减少外界因素的干扰：
1. 检查实验仪器
实 2. 用螺旋测微器测量小球直径 8 次，求平均值
3. 测定小球在不同温度下液体中下落的时间各 5 次，求平均，进而求得下落速度，代入公式计算粘
验
度系数（温度为 25，30，35，40，45，50，55 摄氏度）
内 容 4. 处理，记录数据，计算相对误差。
数 据 处 理
误 思考题：量筒外壁的上标志 A 是否可以选取液面为标准？为什么？ 差 答：不可以。如果选取 A 作为液面标准，此时的小球还为进入匀速运动状态，与我们推导公式假设条 分 件不相符，所以不成立。 析 思考题：温度不同的一种润滑油中，同一小球下落的收尾速度是否相同？为什么？ 及 答：不相同，由上面实验作图可知，液体粘滞系数与温度相关，温度不同，油的粘滞系数不同，小球 思 受力不同，速度也不相同。 考 题
大学物理实验报告
实验题目：
落球法测定液体的粘度
学 姓名
号
1， 观察液体中的内摩擦现象
实 2， 掌握用落球法测粘滞系数的原理和方法 验 3， 测定蓖麻油的粘滞系数 目
的
实验日期
小球在液体中下落，由于附着在球面的液体与周围的液层之间存在相对运动，所以小球受到粘滞阻力， 阻力大小与小球下落的速度直径。
用落球法测粘度实验报告
一、实验目的1. 理解粘度的概念及其测量方法。
2. 掌握落球法测量液体粘度的原理和实验技巧。
3. 通过实验，分析不同液体粘度之间的差异。
二、实验原理落球法是一种常用的测量液体粘度的方法。
其基本原理如下：当小球在静止液体中下落时，受到重力、浮力和粘滞阻力三个力的作用。
若小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程出发，可导出斯托克斯公式：粘滞阻力F = 6πηrv式中，F 为粘滞阻力，η 为液体的粘度，r 为小球的半径，v 为小球的速度。
当小球匀速下落时，重力、浮力和粘滞阻力达到平衡，即：mg - F = 0将斯托克斯公式代入上式，得到：mg = 6πηrv由此可得：η = (mg / 6πrv)三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：落球法粘度测量仪、秒表、螺旋测微器、钢球、温度计、液体样品等。
2. 实验试剂：待测液体样品。
四、实验步骤1. 调整实验装置，确保落球法粘度测量仪稳定。
2. 使用螺旋测微器测量钢球的直径，重复测量6次，取平均值。
3. 将待测液体样品倒入测量仪的容器中，并记录液体的温度。
4. 将钢球放入液体中，用秒表记录钢球下落的时间，重复测量6次，取平均值。
5. 根据斯托克斯公式计算液体的粘度。
五、实验数据与结果1. 钢球直径：d = 0.0200 cm2. 钢球下落时间：t = 5.00 s3. 液体温度：T = 25.0°C根据斯托克斯公式计算液体的粘度：η = (mg / 6πrv)代入数据，得到：η = [(0.0200 cm)^3 1 g/cm^3 9.8 m/s^2] / (6 3.14 0.0200 cm 5.00 s) ≈ 0.0011 Pa·s六、实验结果分析通过实验，我们成功测量了待测液体的粘度。
实验结果表明，该液体的粘度为0.0011 Pa·s。
七、实验结论1. 落球法是一种简单、实用的测量液体粘度的方法。
【精品】落球法测液体黏度
【精品】落球法测液体黏度
落球法是一种常用的测量液体黏度的方法。
其基本原理是：将一个球体放在液体中自由落下，根据观察落球的速度和轨迹，可以推算出液体的粘度。
落球法的具体操作步骤如下：
1. 准备落球器和液体：落球器是一种装有球体的仪器，通常由一个长细管和一个球体组成。
将液体注入落球器中，直到球体完全被覆盖。
2. 观察球体下落：将落球器竖直放置，让球体自由下落。
使用计时器记录球体下落的时间 t。
3. 重复记录数据：重复操作多次，取平均值。
4. 计算粘度：根据液体的密度和球体的尺寸，可以推算出液体的粘度。
落球法可以测量各种液体的粘度，但是其精度不高，且容易受到环境的影响（如温度变化、空气阻力等），因此一般只用于实验室的初步测量，而不用于精确测量。
同时，落球法也需要特别的仪器和训练有素的操作人员才能进行，增加了成本和难度。
总之，落球法是一种简单、常见的液体黏度测量方法，但只适用于初步、近似的粘度测量。
在实际应用中，需要结合其他精确的测量方法来保证准确性和可靠性。
用落球法测量液体的粘度实验报告
用落球法测量液体的粘度实验报告一、实验目的1、学习和掌握用落球法测量液体粘度的原理和方法。
2、测量不同温度下液体的粘度，了解温度对液体粘度的影响。
3、培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理当一个小球在液体中下落时，它受到三个力的作用：重力、浮力和粘滞阻力。
在小球下落的速度较小时，粘滞阻力可以表示为：＼（F ＝6πηrv\）其中，＼（η\）是液体的粘度，＼（r\）是小球的半径，＼（v\）是小球下落的速度。
当小球达到匀速下落时，重力等于浮力与粘滞阻力之和，即：＼（mg ＝Vρg Vσg ＋6πηrv\）其中，＼（m\）是小球的质量，＼（V\）是小球的体积，＼（ρ\）是小球的密度，＼（σ\）是液体的密度。
因为小球匀速下落时的速度\（v\）可以通过测量小球下落的距离\（h\）和时间\（t\）来计算，即\（v ＝ h/t\），所以可以得到液体粘度的表达式：＼（η ＝＼frac{（ρ σ)g}｛18v} ＼times ＼frac{h}｛t}＼）三、实验仪器1、落球法粘度计：包括长玻璃管、储液槽、温度计等。
2、小球：若干个不同直径的钢球。
3、秒表。
4、游标卡尺：用于测量小球的直径。
5、电子天平：用于测量小球的质量。
6、恒温水浴：用于控制液体的温度。
四、实验步骤1、用游标卡尺测量小球的直径，多次测量取平均值，并计算小球的半径。
2、用电子天平测量小球的质量。
3、将粘度计垂直固定在铁架台上，注入待测液体至适当高度。
4、把小球放入粘度计的储液槽中，使其自然下落，用秒表记录小球通过一定距离所需的时间。
5、改变液体的温度，重复上述步骤，测量不同温度下小球下落的时间。
五、实验数据记录与处理1、测量小球的直径和质量｜小球编号|直径（mm）｜质量（g）｜半径（mm）｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|2、测量不同温度下小球下落的时间｜温度（℃）｜下落时间（s）｜平均时间（s）｜｜｜｜｜｜20|＿____|＿____|｜30|＿____|＿____|｜40|＿____|＿____|3、计算不同温度下液体的粘度根据实验数据，利用液体粘度的表达式计算不同温度下液体的粘度。
【精品】大学物理实验落球法测定液体的粘度
物理实验报告
实验成绩
实验者姓名
班号201 学号2018
实验时间2020年 5 月26日
天气地点室温同组名
气压指导老师
实验目的
（1）掌握用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度
（2）了解PID温度控制的原理
（3）熟悉用停表计时，用螺旋测微计测量直径
实验原理
一个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式：
式中d为小球直径。
由于粘滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后，所受3力达到平衡，小球将以v0匀速下落，此时有：式中ρ为
小球密度，ρ0为液体密度。
由此式可解出粘度η的表达式：本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时粘滞阻
力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，可修正为：当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的粘度值又较小时，小球在液体中的平衡速度v0会达到较大的值，奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响：
其中，Re称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。
考虑1级修正项的影响及玻璃管的影响后，粘度η1可表示为：将1/（1+3Re/16）按幂级数展开后近似为1
－3Re/16，上式又可表示为：在国际单位制中，η的单位是Pa·s，在厘米，克，秒制中，η的单位是P（泊）或cP（厘泊），它们之间的换算关系是：
1Pa·s=10P=1000cP
数据表格及处理结果：。
【精品】大学物理实验落球法测定液体的粘度
【精品】大学物理实验落球法测定液体的粘度实验目的：通过落球法测定液体的粘度。
实验仪器：落球粘度仪、颜色片。
实验原理：液体的粘度指的是液体分子间相互作用力对流体内部运动的阻力大小。
落球法是利用液体对流体内部运动的阻力大小来测定液体的粘度的一种常用方法。
其原理如下：落球粘度仪由一个测试组件和一个控制组件组成。
测试组件由一个重锤和一个比重略大的小球构成。
控制组件由一个液体槽和一个恒温水槽组成。
当小球自液体面上沉下时，液体分子与小球表面分子发生作用，从而对小球产生一个与速度方向相反的阻力，经过一定时间和一定距离后，小球达到一个稳定的匀速下落状态，此时阻力与重力平衡，即：mg = 6πηrv其中，m为小球质量，g为重力加速度，η为液体粘度，r为小球半径，v为小球下落速度。
则液体的粘度可以计算为：η = mgr / 6πv实验步骤：1. 将落球粘度仪放入恒温箱内，使其温度稳定在实验温度±0.1℃。
2. 用电子天平称取约0.1g的样品，精确称取并记录。
3. 打开液体槽和恒温水槽，将液体槽中的样品加热至实验温度并保存一段时间使其温度均匀。
4. 将样品注入液体槽，液面由容器上方的注液管调节。
5. 调节落球粘度仪上方的位置调节装置，使小球的高度与液面齐平。
6. 将小球释放，让其沿液体表面上下运动几次，以达到使液体温度均匀，减小粘度垂直温度梯度的效果。
7. 调整溢流管高低位置，使小球下落速度适当，不宜太快或太慢，以便观测作图。
8. 开始实验，记录下落时间和下落距离，每组数据记录3次并取平均值。
9. 测定液体的密度，可以用密度计或称样取其体积计算得到。
注意记录实验温度及大气压力。
10. 按照实验原理计算液体的粘度，并将所得粘度值转换为标准状态下的粘度。
实验注意事项：1. 实验过程中，应注意保持恒温水槽中恒温水的温度和水位，确保落球粘度仪始终处于恒温状态。
2. 实验过程中，小球在液体表面上下移动时，注意不要造成液面波动，并注意小球的方向和位置。
落球法液体黏度的测量实验报告
落球法液体黏度的测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过落球法测量液体的黏度，加深对黏性流体力学性质的理解，掌握测量液体黏度的基本原理和方法，并培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理当一个小球在黏性液体中自由下落时，受到三个力的作用：重力、浮力和黏滞阻力。
在小球下落速度较小的情况下，黏滞阻力与小球下落速度成正比，即：＼（F ＝ 6\pi\eta rv\）其中，＼（F\）为黏滞阻力，＼（＼eta\）为液体的黏度，＼（r\）为小球半径，＼（v\）为小球下落速度。
小球在液体中下落时，起初加速运动，当重力、浮力和黏滞阻力达到平衡时，小球将以匀速下落，此时有：＼（mg V\rho g ＝ 6\pi\eta rv\）其中，＼（m\）为小球质量，＼（V\）为小球体积，＼（＼rho\）为液体密度。
设小球密度为\（＼rho_s\），则\（m ＝＼frac{4}｛3}＼pir^3\rho_s\），＼（V ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^3\）。
整理可得液体黏度的计算公式为：＼（＼eta ＝＼frac{（＼rho_s ＼rho) g d^2}｛18v}＼）其中，＼（d\）为小球直径，＼（v\）为小球匀速下落的速度。
三、实验仪器1、落球法黏度测量仪2、不同直径的小钢球3、米尺4、游标卡尺5、停表6、温度计7、待测液体（如甘油）四、实验步骤1、用游标卡尺测量小球的直径，测量多次取平均值，记录数据。
2、调整黏度测量仪，使容器内的液体处于恒温状态，用温度计测量液体温度并记录。
3、选择一个合适直径的小球，将其从容器上部中心处轻轻放入液体中，用停表测量小球通过两个标记位置之间的时间，重复测量多次，计算小球下落的平均速度。
4、更换不同直径的小球，重复上述步骤。
五、实验数据记录与处理｜小球编号|小球直径\（d\）（mm）｜液体温度\（T\）（℃）｜下落时间\（t\）（s）｜下落距离\（h\）（m）｜平均速度\（v\）（m/s）｜｜｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|根据实验数据，计算液体的黏度。
实验一、液体的粘度的测量(落球法)
m 4 r 3
3
g
6v r
2、雷诺数的影响
液体各层间相对运动速度较小时，呈现稳定的运动状
态，如果给不同层内的液体添加不同色素，就可以看到 一层层颜色不同的液体互不相扰地流动，这种运动状态 叫层流。如果各层间相对运动较快，就会破坏这种层流， 逐渐过渡到湍流，甚至出现漩涡。为了表征液体运动状 态的稳定性，我们定义一个无量纲的参数—雷诺数Re：
F 6vr
（1）
式中F是小球所受到的粘滞阻力，v 是小球的下落速度，r
是小球的半径， 是液体的粘度，在SI制中， 的单位
是 Pa s .斯托克斯公式是由粘滞液体的普遍运动方程导
出的。
当质量为m、体积为V的小球在密度为 的液体中下 落时，受：重力、浮力和粘滞阻力。
mg gV 6vr （2）
把体积 V 4 r 3 代入，得：
为t ， 则小球匀速下落的速度
v0
l t
，代入（7）式，得：
1
( )gd 2t
18 l(1 2.4 d )(11.6 D )(1 3 Re 19 Re2 )
(8)
D
H 16 1080
由对Re的讨论，我们得到以下三种情况：
（1） 当Re<0.1 时，可以取零级解，则式（8）就成为
0
1 18
( )gd 2t
实验一、液体的粘度的测量（落球法）
用落球法 测量蓖麻油 的粘滞系数
玻璃圆筒，温度计，天平，螺旋测微计， 游标卡尺，米尺，小球,停表，镊子，蓖麻油
六、实验原理
1、 斯托克斯公式的简单介绍
小球以速度 v 在均匀的无限宽广的液体中运动时，若 速度不大，球也不大，在液体不产生湍流的情况下，斯
托克指出，球在液体中所受到的阻力F为
落球法测量液体的黏滞系数实验报告
落球法测量液体的黏滞系数实验报告落球法测量液体的黏滞系数实验可谓是一个既简单又神奇的过程。
想象一下，一个小球缓缓落入液体，整个世界似乎都在此刻静止。
这个实验不仅揭示了液体的特性，也给我们提供了直接观察物理现象的机会。
首先，我们得准备一些工具。
一个透明的容器装满了液体，可能是水、油，或者其他你感兴趣的液体。
然后，我们需要一个小球，通常用金属或者塑料制成，重量适中。
选择的液体越清澈，观察效果越好。
接下来，咱们得测量几个关键参数。
球的直径、液体的温度，这些都得精准。
通常情况下，温度越高，液体的黏度越低。
咱们可以用温度计监测，别小看这一步哦，温度对结果影响可大了。
然后，就可以开始实验了。
小心翼翼地把小球放入液体，观察它的下落过程。
用计时器记录球下落到一定高度所用的时间。
这个时候，心里总有些小激动，毕竟每一秒都在见证物理的奇迹。
在记录下几次数据后，咱们需要进行计算。
利用斯托克斯定律，黏滞系数的计算公式是：η = (2r²(ρ_s ρ_f)g) / (9v)。
其中，r是球的半径，ρ_s和ρ_f分别是球和液体的密度，g是重力加速度，v是球的平均下落速度。
简单来说，数据越准确，结果就越可靠。
这个过程充满了乐趣。
每次下落都是一次新发现。
你可能会注意到，球的下落速度和液体的性质密切相关。
像是油和水，油的黏度明显大于水。
通过比较不同液体的实验结果，咱们能够更深入地了解它们的特性。
在实验结束后，咱们可以整理数据，画出图表，甚至写出结论。
这不仅是对实验过程的回顾，更是对知识的升华。
每个数据背后都藏着自然的秘密，真是让人感到兴奋。
通过落球法，我们不光测量了黏滞系数，还加深了对液体特性的理解。
实验不仅是公式和数据的堆砌，更是一次美妙的科学之旅。
每一滴液体都在诉说着它的故事，而我们，则是聆听者与记录者。
总结来说，落球法测量液体的黏滞系数是个既有趣又实用的实验。
它让我们在实践中学习，深入了解物理的奥秘。
科学其实就是这样，通过观察和实践，我们一步步接近真相，真是妙不可言。
大物实验-落球法测定液体黏度(精品)
实验名称：落球法测定液体黏度（总分：100）实验成绩：87实验者： 周进 学号： 201918130227 实验日期： 2020-06-2 校 区：青岛校区 学院、专业：计算机科学与技术学院-计算机科学与技术一、实验目的（1）观察液体的内摩擦现象，明白测量液体粘度的原理及方法； （2）在虚拟实验平台用落球法测量不同温度下蓖麻油的黏度；（3）学习使用比重计测定液体的密度，用停表来计时，以及用螺旋测微器来测量直径。
二、实验仪器实验的主要装置有：PID 温控试验仪、小钢球、蓖麻油、米尺、螺旋测微器、停表、镊子、量筒、水箱。
三、实验原理1.落球法测定液体黏度的原理液体、气体都是具有黏滞性的流体.当液体稳定流动时，平行于流动方向的各层液体速度都不相同。
相邻流层间存在着相对滑动，于是在各层之间就有内摩擦力产生，这种内摩擦力称为黏滞力。
管道中流动的液体因受到黏滞阻力流速变慢，必须用泵的推动才能使其保持匀速流动；划船时用力划桨是为了克服水对小船前进的黏滞阻力。
这些都是液体具有黏滞性的表现。
实验表明，黏滞力的方向平行于接触面。
它的大小与接触面积及该处的速度梯度成正比，比例系数称为黏滞系数或黏度，通常用字母V 表示，在国际单位制中的单位为Pa • s 。
黏度是表征液体黏滞性强弱的重要参数，它与液体的性质和温度有关。
例如，现代医学发 现，许多心脑血管疾病都与血液黏度的变化有关。
因此，测量血黏度的大小是检査人体血液健 康的重要指标之一。
又如，黏度受温度的影响很大，温度升高时，液体的黏度减小，气体的黏度 增大，选择发动机润滑油时要考虑其黏度应受温度的影响较小。
所以，在输油管道的设计、发动 机润滑油的研究、血液流动的研究等方面，液体黏度的测量都是非常重要的。
测量液体黏度的方法很多，有落球法，扭摆法，转筒法及毛细管法。
本实验所采用的落球法 (也称斯托克斯法)是最常用的测量方法。
其实验原理总结如下：当一个小球在粘滞性液体中下落时，在铅直方向受到三个力的作用：向下的重力mg ，液体对小球的向上的浮力gV F 0ρ=（0ρ是液体的密度，V 是小球的体积），以及小球受到的与其速度方向相反的粘滞阻力f 。
落球法测定液体的粘度实验【精品-doc】
落球法测定液体的粘度实验
一、注意事项：
1．由于要用镊子夹起小钢球在最接近液面中心的地方下落，所以实验过程中往往不小心使镊子接触到液面，粘上油渍，如果不擦干净再去夹小球，就会使盒中小球不能保持清洁，影响实验结果。
2．千分尺使用时切忌用力，测量物体时旋至听到“咔咔“的声音就可以读数了，不要再用力推进旋杆，以免损坏。
3．读蓖麻油密度时，不需将密度计提出液面，读蓖麻油的温度时，温度计提起读完数据，轻轻放入油中，切忌将温度计靠量筒壁放下，以免温度计上的蓖麻油沿外筒壁沥出。
二、故障及排除方法：
1．现象：千分尺零点偏离太大。
原因：使用量太大。
排除方法：经常检查千分尺，就需要拆开重新调整。
2．现象：秒表无法计停。
原因：使用量太大，弹片容易损坏。
排除方法：更换弹片。
3．现象：小球不清洁，影响实验结果。
原因：小球粘上油渍。
排除方法：小钢球应及时从量筒中捞出，用酒精清洗干净，实验完毕后要及时用盖遮住筒口以免灰尘落入油中。
落球法测定变温液体粘滞系数(精)
附：
• 小球在达到平衡速度之前所经路程L的推导 • 由牛顿运动定律及粘滞阻力的表达式，可列出小球在达到平衡速度之前的运
动方程：
•
1 dv 1 d 3 d 3 ( 0 ) g 3 d v 6 dt 6
（1）
• 经整理后得: • dv 0 18 v (1 )g • 2
（4）
中的平衡速度v0会达到较大的值，奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态 对斯托克斯公式的影响：
•
3 19 F 3 v0 d (1 Re Re2 ) 16 1080
（5）
• 其中 ，Re称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。 •
Re v 0 d 0 /
（6）
• 当Re小于0.1时，可认为（1）、（4）式成立。当0.1<Re<1时，应考
F 3vd
•
• •
（1）式中d为小球直径。由于粘滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落 很短一段距离后（参见附录的推导），所受3力达到平衡，小球将以v0匀 速下落，此时有： (2) 1 3 d 0 g 3 v0 d
6
（2）式中ρ为小球密度，ρ0为液体密度。由（2）式可解出粘度η的表
落球法测定变温液体粘滞系数
什么是液体粘滞系数
• 当液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间
存在内摩擦力，阻碍液体的相对运动，这种性质 称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。 粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度 梯度成正比，比例系数η称为粘度（或粘滞系数）。 测量液体粘度可用落球法，毛细管法，转筒法等 方法，其中落球法适用于测量粘度较高的液体。 粘度的大小取决于液体的性质与温度，因此，测 定液体在不同温度的粘度有很大的实际意义，欲 准确测量液体的粘度，必须精确控制液体温度。
落球法测量液体的粘滞系数
落球法测量液体的粘滞系数一、实验内容：熟悉斯托克斯定律，掌握用落球法测量液体的粘滞系数的原理和方法。
二、实验仪器：落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、千分尺、激光光电计时仪三、实验原理：如图1，当金属小球在粘性液体中下落时，它受到三个铅直方向的力：小球的重力mg、ρ（V为小球体积，ρ为液体密度）和粘滞阻力F（其方向于小液体作用于小球的浮力gV球运动方向相反）。
如果液体无限深广，在小球下落速度v较小的情况下，有：=（1）6Fπηrv图1 液体的粘滞系数测量装置上式称为斯托克斯公式，式中η为液体的粘滞系数，单位是s Pa ⋅，r 为小球的半径。
斯托克斯定律成立的条件有以下5个方面： 1）媒质的不均一性与球体的大小相比是很小的；2）球体仿佛是在一望无涯的媒质中下降； 3）球体是光滑且刚性的； 4）媒质不会在球面上滑过；5） 球体运动很慢，故运动时所遇的阻力系由媒质的粘滞性所致，而不是因球体运动所推向前行的媒质的惯性所产生。
小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力不大，但是随着下落速度的增大，阻力也随之增大。
最后，三个力达到平衡，即：rv gV mg πηρ6+=于是小球开始作匀速直线运动，由上式可得：vrgV m πρη6)(-=令小球的直径为d ，并用ρπ36d m =，t l v =，2dr =代入上式得：（2）其中ρ'为小球材料的密度，l 为小球匀速下落的距离，t 为小球下落l 距离所用的时间。
实验时，待测液体盛于容器中，故不能满足无限深广的条件，实验证明上式应该进行修正。
测量表达式为：（3）其中D 为容器的内径，H 为液柱高度。
四、实验步骤：1． 调整粘滞系数测量装置及实验仪器1）调整底盘水平，在仪器横梁中间部位放重锤部件，调节底盘旋钮，使重锤对准底盘的中心圆点。
2）将实验架上的两激光器接通电源，并进行调节，使其红色激光束平行对准锤线。
3）收回重锤部件，将盛有待测液体的量筒放置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变。
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实验名称：落球法测定液体黏度（总分：100）实验成绩：87实验者： 周进 学号： 201918130227 实验日期： 2020-06-2 校 区：青岛校区 学院、专业：计算机科学与技术学院-计算机科学与技术一、实验目的（1）观察液体的内摩擦现象，明白测量液体粘度的原理及方法； （2）在虚拟实验平台用落球法测量不同温度下蓖麻油的黏度；（3）学习使用比重计测定液体的密度，用停表来计时，以及用螺旋测微器来测量直径。
二、实验仪器实验的主要装置有：PID 温控试验仪、小钢球、蓖麻油、米尺、螺旋测微器、停表、镊子、量筒、水箱。
三、实验原理1.落球法测定液体黏度的原理液体、气体都是具有黏滞性的流体.当液体稳定流动时，平行于流动方向的各层液体速度都不相同。
相邻流层间存在着相对滑动，于是在各层之间就有内摩擦力产生，这种内摩擦力称为黏滞力。
管道中流动的液体因受到黏滞阻力流速变慢，必须用泵的推动才能使其保持匀速流动；划船时用力划桨是为了克服水对小船前进的黏滞阻力。
这些都是液体具有黏滞性的表现。
实验表明，黏滞力的方向平行于接触面。
它的大小与接触面积及该处的速度梯度成正比，比例系数称为黏滞系数或黏度，通常用字母V 表示，在国际单位制中的单位为Pa • s 。
黏度是表征液体黏滞性强弱的重要参数，它与液体的性质和温度有关。
例如，现代医学发 现，许多心脑血管疾病都与血液黏度的变化有关。
因此，测量血黏度的大小是检査人体血液健 康的重要指标之一。
又如，黏度受温度的影响很大，温度升高时，液体的黏度减小，气体的黏度 增大，选择发动机润滑油时要考虑其黏度应受温度的影响较小。
所以，在输油管道的设计、发动 机润滑油的研究、血液流动的研究等方面，液体黏度的测量都是非常重要的。
测量液体黏度的方法很多，有落球法，扭摆法，转筒法及毛细管法。
本实验所采用的落球法 (也称斯托克斯法)是最常用的测量方法。
其实验原理总结如下：当一个小球在粘滞性液体中下落时，在铅直方向受到三个力的作用：向下的重力mg ，液体对小球的向上的浮力gV F 0ρ=（0ρ是液体的密度，V 是小球的体积），以及小球受到的与其速度方向相反的粘滞阻力f 。
其中粘滞阻力是由小球表面粘附的液体与周围液层有相对运动而产生的。
如果液体是无限深广的，且运动中不产生旋涡，根据斯托克斯定律，在黏度为η的液体中，直径为d 、运动速度为v 的小球受到的粘滞阻力为：vd f πη3= （1）斯托克斯公式是计算在粘滞性流体中以低速运动的球形物体所受阻力的公式，如水中的沉砂，雾气中的小水滴，溶液中的生物大分子等。
其推导公式附在本实验原理后。
设小球在液体中由静止开始下落，在初始阶段小球速度较小，相应的粘滞阻力也较小，小球作加速运动。
整个下落过程中，小球受到的重力、浮力均不变，而黏滞阻力与速度成正比。
因此随小球速度的增加，其加速度逐渐减小并趋于零，此后小球作匀速直线下落。
此时的速度称为收尾速度，用0v 表示.小球所受重力、浮力、黏滞阻力三力平衡，即：0=-+mg f F （2）若小球的密度为ρ，则上式可写为：0346343003=-+g r rv g r ρππηρπ （3） 整理得：2018)(v gd ρρη-= （4）由式（4）可以看出，由于小球所受重力与浮力均与3d 成正比，而粘滞阻力与d 成正比，所以收尾速度与2d 成正比，即直径不等的同类小球在同种液体中下落时具有不同的收尾速度。
生物医学上据此制作出将大小不同的分子分离开来的离心机。
计算液体粘度不能直接引用式（4），因为量筒在直径为D 的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时粘滞阻力的表达式可以加修正系数)4.21(Dd+，因此上式可以变为：)4.21(18)(020Dd v gd +-=ρρη （5）其中，小球的收尾速度0v 可以通过测量其匀速通过一段距离L 所用的时间t 来求得，则tLv =0，得：)4.21(18)(20Dd L t gd +-=ρρη （6）当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的粘度值又较小时，小球在液体中的平衡速度0v 会达到较大的值，奥西斯-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响：)Re 108019Re 1631(320Λ+-+=d v F πη （7）其中，Re 为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数：ηρ00Re d v =（8）当Re 小于0.1时，可以认为（1）、（5）、（6）式成立。
当1Re 1.0<<时，应考虑（7）式中1级修正项的影响，当1Re >时，还需考虑更高次修正项。
考虑（7）式中1级修正项的影响及玻璃管的影响后，黏度1η可以表示为：16Re 311)16Re 31)(4.21(18)(0201+=++-=ηρρηD d v gd （9）由于16Re 3是远小于1的数，将)16Re 31(1+按幂级数展开后近似为16Re3-1，（9）式又可以表示为：001163-ρηηd v = （10）已知或测量得到各个参数后，由（5）式计算黏度η，再由（8）式计算Re ，若需计算Re 的1级修正，则由（10）式计算经修正的黏度1η。
在国际单位制中，η的单位是s Pa ⋅（帕斯卡·秒），在cm 、g 、s 制中，η的单位是P（泊）或cP （厘泊），它们之间的换算关系是：cP P s Pa 1000101==⋅ （11）【附录】小球在达到平衡速度之前所经路程L 的推导由牛顿运动定律及粘滞阻力的表达式，可列出小球在达到平衡速度之前的运动方程：dv g d dt dv d πηρρπρπ3)(6161033--= （12） 经整理后得：g v p d dt dv )1(1802ρρη-=+ （13） 这是一个一阶线性微分方程，其通解为：t d Ce d g v ρηηρρρ2182018)1(-+⋅-= (14) 设小球以零初速放入液体中，代入初始条件0,0==v t ，定出常数C 并整理后得：)1()(1821802t d e g d v ρηρρη--⋅-= (15)随着时间增大，（14）式中的负指数项迅速趋近于0，由此得平衡速度：)(18020ρρη-=g d v (16)（16）式与正文中的（4）式是等价的，平衡速度与粘度成反比。
设从速度为0到速度达到平衡速度的99.9%这段时间为平衡时间0t ，即令：001.0218=-t d eρη(17)由（17）式可计算平衡时间。
若钢球直径为m 310-，代入钢球的密度ρ，蓖麻油的密度0ρ及40 ºC 时蓖麻油的粘度η= 0.231s Pa ⋅，可得此时的平衡速度约为s m v /016.00=，平衡时间约为s t 013.00=。
平衡距离L 小于平衡速度与平衡时间的乘积，在本实验条件下，小于1mm ，基本可认为小球进入液体后就达到了平衡速度。
2. PID 条件控制：PID 全称为“比例积分微分控制”（Proportional-integral-derivative Control ），是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，至今仍有90%左右的控制回路具有PID 结构。
常规PID 控制系统原理如图1或由实验报告中的图2所示，这是一个典型的单位负反馈控制系统。
系统由PID 控制器和被控对象组成。
图1 PID 控制系统原理框图图2 自动控制系统框图控制规律：PID 控制器是一种线性控制器，它根据给定值r(t)与实际输出值c(t)构成偏差：e(t)=r(t)-c(t)。
将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对受控对象进行控制。
其控制规律为：⎰⎰++=++=t d i p t d i p dtt de K dt t e K t e K dt t de T dt t e T t e K t u 00)()()(])()(1)([)(传递函数为：式中，p K 为比例系数，i T 为积分时间常数，d T 为微分时间常数；ip iT K K =，为积分系数；d p dT K K ⋅=为微分系数。
PID 温度控制系统在调节过程中温度随时间的一般变化关系可用图3表示，控制效果可用稳定性，准确性和快速性评价。
图3 PID 调节系统过度过程系统重新设定（或受到扰动）后经过一定的过渡过程能够达到新的平衡状态，则为稳定的调节过程；若被控量反复振荡，甚至振幅越来越大，则为不稳定调节过程，不稳定调节过程是有害而不能采用的。
准确性可用被调量的动态偏差和静态偏差来衡量，二者越小，准确性越高。
快速性可用过渡时间表示，过渡时间越短越好。
实际控制系统中，上述三方面指标常常是互相制约，互相矛盾的，应结合具体要求综合考虑。
系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定，产生超调的原因可从系统惯性，传感器滞后和调节器特性等方面予以说明。
系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。
传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。
对于实际的控制系统，必须依据系统特性合理整定PID 参数，才能取得好的控制效果。
各环节的作用：比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小误差。
当偏差e=0时，控制作用也为0。
因此，比例控制是基于偏差进行调节的，即有差调节。
积分环节：能对误差进行记忆，主要用于消除静差，提高系统的无差度，积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强。
微分环节：能反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。
从时间的角度讲，比例作用是针对系统当前误差进行控制，积分作用则针对系统误差的历史，而微分作用则反映了系统误差的变化趋势，这三者的组合是“过去、现在、未来”的完美结合。
比例调节项输出与偏差成正比，它能迅速对偏差作出反应，并减小偏差，但它不能消除静态偏差。
这是因为任何高于室温的稳态都需要一定的输入功率维持，而比例调节项只有偏差存在时才输出调节量。
增加比例调节系数可减小静态偏差，但在系统有热惯性和传感器滞后时，会使超调加大。
积分调节项输出与偏差对时间的积分成正比，只要系统存在偏差，积分调节作用就不断积累，输出调节量以消除偏差。
积分调节作用缓慢，在时间上总是滞后于偏差信号的变化。