炉温控制实验报告 -计算机控制系统
温度控制器研究报告
温度控制器研究报告引言温度控制器是一种用于监测和调节温度的设备，广泛应用于各个领域，如工业生产、农业、医疗、研究等。
本文将对温度控制器的原理、应用和未来发展进行深入研究和探讨。
一、温度控制器的原理温度控制器的基本原理是通过感知温度并与设定温度进行比较，然后根据差异来控制加热或制冷设备，以达到温度稳定的目的。
常见的温度控制器有PID控制器、ON-OFF控制器和模糊控制器等。
1. PID控制器PID控制器是最常用的温度控制器之一。
它根据当前温度与设定温度之间的差异，计算出一个控制信号，然后通过控制阀门或加热元件来调整温度。
PID控制器具有良好的稳定性和动态性能，广泛应用于工业生产领域。
2. ON-OFF控制器ON-OFF控制器是一种简单的温度控制器，它将温度传感器输出的信号与设定温度进行比较，当温度高于设定温度时，控制器关闭加热设备；当温度低于设定温度时，控制器打开加热设备。
ON-OFF 控制器的稳定性较差，易产生温度波动。
3. 模糊控制器模糊控制器是一种基于模糊逻辑的温度控制器。
它通过将温度传感器输出的信号与设定温度进行模糊化处理，然后利用模糊规则进行推理，最终得到一个控制信号，用于调节加热或制冷设备。
模糊控制器具有较好的鲁棒性和适应性，适用于非线性和复杂系统。
二、温度控制器的应用温度控制器在各个领域都有广泛的应用。
1. 工业生产在工业生产中，温度控制器常用于控制炉温、烘干、冷却等过程。
通过合理调节温度，可以提高产品质量和生产效率，减少能源消耗。
2. 农业在农业领域，温度控制器被广泛应用于温室、养殖和种植等环境中。
通过控制温度，可以提供适宜的生长环境，促进作物的生长和动物的繁殖。
3. 医疗在医疗领域，温度控制器用于控制手术室、实验室和药品储存等场所的温度。
确保温度的稳定可以保证医疗设备的正常运行，并保护药品和生物样本的质量。
4. 研究在科研领域，温度控制器被广泛应用于实验室中的各种实验。
通过精确控制温度，可以保证实验的可重复性和准确性，提高研究结果的可信度。
[PLC实训]实训报告
![[PLC实训]实训报告](https://img.taocdn.com/s3/m/6b8448e919e8b8f67c1cb900.png)
韶关学院实训报告实训课程名称：PLC实训系：自动化专业班级：自动化2007级学生：姓名黄学号指导教师：实训日期：2010年12月27～31日成绩：____________________________________2010年12月31日一、实训目的《PLC实训》是自动化专业的一门实践性课程，是研究可编程序控制器（PLC）在工程技术领域中应用的一门课程。
通过本课程的学习，达到以下目的：1、进一步掌握PLC的主要概念、基本原理和方法，掌握PLC的基本应用技术。
2、掌握PLC的选用以及输入和输出信号的配置。
3、掌握PLC的基本指令及编程法、步进指令及状态编程法、应用指令及编程方法，学会PLC的程序调试技术。
4、学会常用PLC及其相关控制线路的安装与调试技术。
5、学会根据工艺过程和控制要求，进行PLC的系统设计和编制用户程序。
二、实训内容（一）按实训的项目分为以下内容项目一：皮带运输机控制的实训；项目二：工件加工控制的实训；项目三：PLC应用指令编程的实训；项目四：PLC特殊功能模块应用的实训；项目五：机电一体化系统的实训；上述各个项目的相关内容见下面第七部分。
（二）按各个项目的实训过程分为三部分内容1、系统硬件配置，主要是根据控制要求确定PLC设备及其输入输出设备的配置。
2、系统软件设计，主要是根据控制要求设计PLC的用户程序。
3、系统调试实验，在实验室进行PLC系统硬件配置和程序调试的实训。
三、实训设备1、THPLC－2型可编程序控制器模拟实验箱，主机为三菱FX1N－40MR型PLC；2、个人计算机；3、FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线；4、FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。
5、HJD-2型、HJD-4型机电一体化教学实验系统。
五．实训项目相关内容1、项目一皮带运输机控制的实训（选择性流程程序的编制）1、PLC输入/输出配置接线图；2、程序设计图（梯形图或状态转移图）；3、调试过程及结果分析说明。
测试技术实验报告
一、交流全桥的应用——电子秤实验一、实验目的：本实验说明交流激励的金属箔式应变电桥的实际应用。
二、实验内容：本实验说明交流电的四臂应变电桥的原理和实际应用情况，在相敏检波器中整形电路的作用下将输入的正弦波正转换成方波。
交流电桥比直流电桥有更高的灵敏度。
当阻容网络rc 不变时，相移将随输入信号的频率而变化，增大相角可以进一步提高灵敏度。
三、实验要求：1．电桥接入5khz交流。
2．组桥应注意接成差动式，即相邻电阻的受力方向相反。
四、实验装置：1．传感器系统实验仪 csy型 10台2．通用示波器 cos5020b 10台3．七喜电脑 8台4．消耗材料霍尔片(专用) 1个插接线(专用) 10个基层电池(9v) 10个五、实验步骤：1．按图3接线，组成全桥，音频和差放幅度旋钮适当，以毫伏表在50mv档时用手提压梁时毫伏表指针满档为宜。
图3 接线图2．在悬臂梁顶端磁钢上放好称重平台，在梁处于水平状态时调整电桥的调平衡电位器wd 和wa，使系统输出为零。
3．在称重平台上逐步加上砝码进行标定，并将结果填入表3。
表3 实验数据4．取走砝码，在平台上加一未知重量的重物，记下电压表读数。
六、实验数据及处理：在称重平台上每加—个砝码w，记下—个输出v值，对电子称进行标定。
用方格纸画出w――v曲线，根据标定曲线计算出未知-重量重物的重量。
回归方程为v=0.044w-0.06,当v=1.16时，w=27.73g.二、霍尔传感器的直流激励特性实验一、实验目的：了解霍尔传感器的直流激励特性。
二、实验内容：给霍尔传感器通以直流电源，经差动放大器放大，当测微头随振动台上、下移动时，就有霍尔电势输出，从而可以测出霍尔传感器在直流激励下的输出特性。
三、实验原理：由两个半圆形永久磁钢组成梯度磁场，位于梯度磁场中的霍尔元件（霍尔片）通过底座连接在振动台上。
当霍尔片通以恒定电流时，将输出霍尔电势。
改变振动台的位置，霍尔片就在梯度磁场中上下移动，霍尔电势v值大小与其在磁场中的位移量x有关。
实验报告 弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验报告内容弗兰克-赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持，那么，下面是给大家整理收集的弗兰克赫兹实验报告内容，供大家阅读参考。
弗兰克赫兹实验报告内容1仪器弗兰克-赫兹管(简称F-H管)、加热炉、温控装置、F-H管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机X-Y记录仪。
F-H管是特别的充汞四极管，它由阴极、第一栅极、第二栅极及板极组成。
为了使F-H管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压，实验时要把F-H管置于控温加热炉内。
加热炉的温度由控温装置设定和控制。
炉温高时，F-H管内汞的饱和蒸气压高，平均自由程较小，电子碰撞汞原子的概率高，一个电子在两次与汞原子碰撞的间隔内不会因栅极加速电压作用而积累较高的能量。
温度低时，管内汞蒸气压较低，平均自由程较大，因而电子在两次碰撞间隔内有可能积累较高的能量，受高能量的电子轰击，就可能引起汞原子电离，使管内出现辉光放电现象。
辉光放电会降低管子的使用寿命，实验中要注意防止。
F-H管电源组用来提供F-H管各极所需的工作电压。
其中包括灯丝电压UF，直流1V~5V连续可调;第一栅极电压UG1，直流0~5V连续可调;第二栅极电压UG2，直流0~15V连续可调。
扫描电源和微电流放大器，提供0~90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F-H管的加速电压，供手动测量或函数记录仪测量。
微电流放大器用来检测F-H管的板流，其测量范围为10^-8A、10^-7A、10^-6A三挡。
微机X-Y记录仪是基于微机的集数据采集分析和结果显示为一体的仪器。
供自动慢扫描测量时，数据采集、图像显示及结果分析用。
原理玻尔的原子理论指出:①原子只能处于一些不连续的能量状态E1、E2……，处在这些状态的原子是稳定的，称为定态。
原子的能量不论通过什么方式发生改变，只能是使原子从一个定态跃迁到另一个定态;②原子从一个定态跃迁到另一个定态时，它将发射或吸收辐射的频率是一定的。
热重分析实验报告
热重分析一、实验目的1.了解热重分析法的基本原理和差热分析仪的基本构造；2.掌握热重分析仪的使用方法；3.测定硫酸铜晶体试样的差热谱图,并根据所得到的差热谱图,分析样品在加热过程中发生的化学变化。
二、实验原理热重法（TG）是在程序控制温度的条件下测量物质的质量与温度关系的一种技术。
热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。
最常用的测量的原理有两种，即变位法和零位法。
所谓变位法，是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系，用差动变压器等检知倾斜度，并自动记录。
零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度，然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动恢复天平梁的倾斜，即所谓零位法。
由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，这个力又与线圈中的电流成比例，因此只需测量并记录电流的变化，便可得到质量变化的曲线。
热重实验仪器主要由记录天平、炉子、程序控温装置、记录仪器和支撑器等几个部分组成，其中最主要的组成部分是记录天平，它基本上与一台优质的分析天平相同，如准确度、重现性、抗震性能、反应性、结构坚固程度以及适应环境温度变化的能力等都有较高的要求。
记录天平根据动作方式可以分为两大类：偏转型和指零型，无论哪种方式都是将测量到的重量变化用适当的转换器变成与重量变化成比例的电信号，并可以将得到的连续记录转换成其他方式，如原始数据的微分、积分、对数或者其他函数等，用来对实验的多方面热分析。
在上述方法中又以指零型天平中的电化学法适应性更强。
发生重量变化时，天平梁发生偏转，梁中心的纽带同时被拉紧，光电检测元件的偏转输出变大，导致吸引线圈中电流的改变。
在天平一端悬挂着一根位于吸引线圈中的磁棒，能通过自动调节线圈电流时天平梁保持平衡态，吸引线圈中的电流变化与样品的重量变化成正比，由计算机自动采集数据得到 TG 曲线。
燃烧失重速率曲线 DTG 可以通过对曲线的数学分析得到。
热重分析原理如下图所示：三、实验仪器及试剂HCT-2 型 TG-DTA 综合热分析仪、镊子、五水硫酸铜晶体等四、实验步骤1、打开炉子，将左右两个陶瓷杆放入瓷坩埚容器，关好炉子在操作界面上调零。
电阻炉温控制课程设计
电阻炉温控制课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电阻炉温控制的基本原理、方法和技巧。
通过本课程的学习，学生将能够：1.理解电阻炉温控制的基本概念和原理，如PID控制、模糊控制等。
2.掌握电阻炉温控制系统的搭建、调试和优化方法。
3.能够运用所学知识分析和解决实际工程中的电阻炉温控制问题。
4.培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电阻炉温控制的基本原理：介绍电阻炉的工作原理、温度控制的重要性及其相关概念。
2.电阻炉温控制技术：讲解电阻炉温控制系统的组成、工作原理及各种控制算法。
3.电阻炉温控制系统的设计与实现：介绍电阻炉温控制系统的设计方法、调试技巧及优化策略。
4.电阻炉温控制工程应用案例分析：分析实际工程中的电阻炉温控制案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
5.电阻炉温控制实验：让学生通过实验操作，加深对电阻炉温控制原理和方法的理解。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：讲解电阻炉温控制的基本原理、控制算法和工程应用。
2.讨论法：学生针对实际案例进行分析讨论，培养学生的创新意识和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际工程中的电阻炉温控制案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：让学生通过动手实验，加深对电阻炉温控制原理和方法的理解。
四、教学资源为了保证教学效果，本课程将充分利用校内外教学资源，包括：1.教材：选用国内知名出版社出版的电阻炉温控制相关教材，保证课程内容的科学性和系统性。
2.参考书：提供一批电阻炉温控制领域的经典参考书籍，供学生深入学习。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，辅助学生理解电阻炉温控制的基本原理和工程应用。
4.实验设备：为学生提供电阻炉温控制实验所需的设备，让学生能够亲自动手操作，提高实践能力。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
PLC实验报告温度传感器应用与控制
PLC实验报告温度传感器应用与控制一、引言在工业自动化领域中，传感器起着至关重要的作用，它们能够将各种物理量转换为可供PLC（可编程逻辑控制器）进行处理的电信号。
温度传感器是其中一种常见的传感器，广泛应用于工业生产中的温度监测和控制系统。
本实验报告旨在探讨温度传感器的原理、应用以及与PLC的协同工作。
二、温度传感器原理温度传感器是一种能够感知周围温度变化的设备。
常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器。
这些传感器根据物理效应将温度变化转换为电信号。
1. 热敏电阻热敏电阻的电阻值会随温度发生变化。
常见的热敏电阻有铂电阻和热敏电阻两种。
通过测量热敏电阻的电阻值，我们可以间接获取所测量的温度值。
2. 热电偶热电偶是由两种不同金属导线组成的接头，当接头两端存在温度差时，会产生电势差。
这个电势差与温度变化成正比。
通过测量热电偶的电势差，我们可以获得所测量的温度值。
3. 半导体温度传感器半导体温度传感器利用材料的温度特性，将温度变化转换为电信号。
这类传感器具有体积小、响应快、精度高等特点，广泛应用于工业自动控制领域。
三、温度传感器应用与控制温度传感器在工业领域的应用非常广泛。
它们可以实现实时温度监测和温度控制，保证工业生产过程的安全和稳定。
1. 温度监测利用温度传感器，可以对工业生产中的设备和物料进行温度监测。
例如，在冶金行业，温度传感器可以用于监测炉温，确保金属材料的正常加热和熔化过程。
在食品加工行业，温度传感器可以用于监测食品的加热和冷却过程，确保食品的质量和安全。
2. 温度控制温度传感器与PLC的协同工作可以实现温度的自动控制。
根据实际需求，可以通过PLC对温度传感器采集到的温度数据进行分析和判断，控制执行机构，实现温度的自动调节。
例如，在某个化工生产过程中，温度超过设定阈值时，PLC可以控制冷却设备启动，将温度控制在安全范围内，避免损坏设备或产生危险物质。
四、实验结果与讨论针对温度传感器的应用与控制，我们进行了一系列的实验。
热处理实习报告
热处理实习报告实习时间，2022年6月1日至2022年8月31日。
实习地点，某热处理厂。
一、实习背景。
作为材料科学与工程专业的学生，我对金属材料的热处理工艺和技术产生了浓厚的兴趣。
为了更深入地了解热处理的实际操作和工艺流程，我选择在某热处理厂进行了为期三个月的实习。
二、实习内容。
在热处理厂的实习期间，我主要参与了以下工作内容：1. 学习了金属材料的热处理原理和工艺流程，包括退火、正火、淬火等不同的热处理方法。
2. 参与了热处理设备的操作和维护工作，学习了炉温控制、冷却速度控制等关键技术。
3. 跟随工程师进行了一些金属材料的热处理实验，学习了实验数据的分析和处理方法。
4. 参与了一些实际的生产工作，包括对零件进行热处理处理，学习了生产现场的管理和操作流程。
5. 了解了热处理过程中的安全注意事项和环保要求，学习了相关的法律法规和标准。
三、实习收获。
通过这次热处理实习，我收获了很多：1. 对金属材料的热处理原理和工艺流程有了更深入的了解，提高了自己的专业知识水平。
2. 学会了热处理设备的操作和维护技术，提高了自己的实际操作能力。
3. 通过参与实验和生产工作，学会了团队合作和沟通技巧，提高了自己的综合素质。
4. 了解了热处理过程中的安全和环保要求，提高了自己的安全意识和责任感。
四、实习总结。
这次热处理实习让我受益匪浅，不仅提高了自己的专业技能，还增强了自己的实际操作能力和团队合作意识。
在未来的学习和工作中，我会继续努力，不断提升自己，为将来的发展打下坚实的基础。
感谢热处理厂的领导和同事们对我的指导和帮助，让我度过了一次难忘的实习经历。
过程控制系统课程设计题目
(一)采用 MATLAB 仿真；所有仿真，都需要做出以下结果：( 1 ) 超调量( 2 ) 峰值时间( 3 ) 过渡过程时间(4) 余差( 5 ) 第一个波峰值( 6 ) 第二个波峰值( 7 ) 衰减比( 8 ) 衰减率( 9 ) 振荡频率( 10 ) 全部 P 、I 、 D 的参数( 11 ) PID 的模型(二)每人一个题目，自己完成课程设计报告，报告的格式如图论文格式一． 液氨的水温控制系统设计液氨蒸发器主、副对象的传递函数分别为：G (s) = 1 ，G (s) = 1 e 一0.1s 01 (20s +1)(30s +1) 02 0.2s +1主、副扰动通道的传递函数分别为：G (s) = 1 ，G (s) = 1 f 1 0.2s +1 f 2试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统，具体要求如下：( 1 ) 分别进行控制方案设计，包括调节阀的选择、控制器参数整定，给出相应的闭环系统原理图；( 2 ) 进行仿真实验，分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次扰动)；( 3 ) 说明不同控制方案对系统的影响。
二．炉温控制系统设计设计任务：某加热炉的数学模型为G(s) = e一150s ，试设计大时延控制系统，具体要求如下：( 1 ) 仿真分析以下控制方案对系统性能的影响： PID 、微分先行、中间微分、Smith 预估、增益自适应预估；给出相应的闭环控制系统原理图；( 2 ) 在不同控制方式下进行仿真实验，比较系统的跟踪性能和抗干扰性能；选择一种较为理想的控制方案进行设计，包括调节阀的选择、控制器参数整定。
三．锅炉夹套与被加热介质的温度控制1.设计任务(可 2 人选此题)了解、熟悉锅炉夹套与内胆温度控制系统的工艺流程和生产过程的静态、动态特性，根据生产过程对控制系统所提出的安全性、经济性和稳定性要求，结合所学知识实现温度的控制。
2.设计要求( 1 ) 从组成、工作原理上对工业型传感器、执行机构有一定的了解和认识。
高温综合实验实验报告
一、实验目的1. 熟悉高温综合实验的操作流程；2. 掌握高温下材料性能变化的基本原理；3. 分析高温对材料力学性能、组织结构及物理性质的影响；4. 提高实验操作技能，培养严谨的科学态度。
二、实验原理高温综合实验主要研究高温下材料性能的变化。
在高温作用下，材料内部的原子、分子和晶格结构发生变化，从而影响材料的力学性能、组织结构及物理性质。
本实验通过高温处理，观察材料在不同温度下的性能变化，分析高温对材料的影响。
三、实验仪器与材料1. 仪器：高温炉、加热炉、金相显微镜、拉伸试验机、硬度计、万能试验机等；2. 材料：金属材料、非金属材料等。
四、实验步骤1. 样品制备：将材料切割成规定尺寸的试样，并进行表面处理；2. 加热处理：将试样放入高温炉中，按照实验要求进行加热处理；3. 性能测试：对加热后的试样进行力学性能、组织结构及物理性质测试；4. 结果分析：根据测试数据，分析高温对材料的影响。
五、实验结果与分析1. 力学性能（1）拉伸试验：通过拉伸试验机对试样进行拉伸测试，得到拉伸强度、延伸率等指标。
实验结果表明，随着温度的升高，金属材料的拉伸强度逐渐降低，延伸率逐渐增大。
这是因为高温下，金属内部的位错运动加剧，导致材料变形能力增强。
（2）硬度测试：利用硬度计对试样进行硬度测试，得到硬度值。
实验结果表明，随着温度的升高，金属材料的硬度逐渐降低。
这是因为高温下，金属内部的位错密度降低，导致硬度降低。
2. 组织结构利用金相显微镜观察试样在高温下的组织结构变化。
实验结果表明，随着温度的升高，金属材料的晶粒逐渐长大，晶界迁移现象明显。
这是因为高温下，金属内部的原子活动能力增强，导致晶粒长大。
3. 物理性质（1）热膨胀：通过测量试样在不同温度下的尺寸变化，得到热膨胀系数。
实验结果表明，随着温度的升高，金属材料的线性热膨胀系数逐渐增大。
这是因为高温下，金属内部的原子间距增大，导致热膨胀系数增大。
（2）电阻率：利用电阻计测量试样在不同温度下的电阻率。
模糊控制MALTAB系统仿真实验报告
模糊控制MALTAB系统仿真实验报告可编程控制器智能控制技术仿真实验题目: 模糊控制系统MATLAB仿真实验报告院系名称：电气工程学院专业班级：电气学生姓名：学号：模糊控制系统MATLAB仿真实验报告一、实验目的 1、通过本次设计，了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模糊控制系统的设计过程。
2、熟悉在MATLAB下建立模糊控制器的方法，并能利用MATLAB对给定参数的模糊控制系统予以仿真二、实验项目1、实验题目本设计要求设计一个采用模糊控制的加热炉温度控制系统。
被控对象为一热处理工艺过程中的加热炉，加热设备为三相交流调压供电装置，输入控制信号电压为0~5V，输出相电压0~220V，输出最大功率180KW，炉温变化室温~625℃，电加热装置如图所示：图1-1电加热装置示意图3、实验数据：本实验输入变量为偏差e和偏差的变化ec，输出变量为控制电压U，变量模糊集量化论域均为[-6 6]采用的常用的三角形隶属函数。
控制规则表： U 输入变量ec NB NM NS ZO PS PM PB 输入变量 e NB NB NB NB NB NM NS ZO NM NB NB M, M, MS ZO ZO NS NV NM NM NS ZO ZO PS ZO NM NS NS ZO PS PS PM PS NS ZO ZO PS PM PM PB PM ZO ZO PS PM PM PB PB PB ZO PS PM PB PB PB PB 三、实验步骤 1、建立系统仿真图：在MATLAB主窗口单机工具栏中的Simulink快捷图标弹出“Simulink Library Browser”窗口，单击“Create a new model”快捷图标弹出模型编辑窗口。
依次将Signal Generator(信号源)、Subtract(减运算)、Gain（增益）、Derivative（微分）、Mux（合成）、Fuzzy Logic Controller(模糊逻辑控制器)、TransferFcn(传递函数)、Saturation(限幅)、Memory（存储器）、Scope（显示器）模块拖入窗口并连接成系统仿真图如图1-2 图1-2 系统仿真图 2、在模糊推理系统编辑器中设置变量：在MATLAB 命令窗口输入fuzzy并按回车键，启动FISEditor(模糊推理系统编辑器)。
温度测量实验报告
温度测量实验报告上海交通大学材料科学与工程学院实验目的1.掌握炉温实时控制系统结构图及其电压控制原理；2.通过数据采集板卡，对温度信号（输入为电压模拟量）采集和滤波；3.通过数据采集板卡，输出模拟电压量到调节器；4.通过观测温度曲线，实施手动调节输出电压，使得温度曲线与理想波形尽量接近；5.用增量式PID控制算法控制炉温曲线。
实验原理(一)炉温实时控制系统结构图(二)输出控制电压与工作电压的关系加热炉加热电压=板卡输出控制电压×22010(三)电压控制原理(四)温度与电压的关系温度=电压× 700℃10V(五)PID控制算法公式∆u(k)= Ae(k)− Be(k − 1)+ Ce(k − 2)其中：A=K P(1+ TT I + T DT)；B=K P(1+2T DT)；C=K P T DT。
u(k)=u(k − 1)+ ∆u(k)手动控制炉温参数选择及理由加热电压：4V理由：本套实验装置加热速度很快，若加热电压过高（高于5V）则会导致升温过快从而有可能损坏实验装置，而若加热电压过低则会导致升温过慢，浪费时间。
综合实际情况以及上述分析，本组成员决定将加热电压设置为4V。
PID炉温控制参数选择及理由表1 PID炉温控制参数选取理由周期：由于温度滞后性较大，因此周期应当大一些。
此处本组采用了推荐值0.2s。
K P:由实际经验可知，K P的最佳范围在0.5-1.5之间。
此处本组取了中间值1。
T I：实际操作过程中，本组同学发现若T I较小，超调量就会很大。
所以这里将T I取得大一些，设置为20s。
T D：小组成员发现炉温滞后现象非常严重，因此T D不得不调大一些，取成0.9s。
仪表实验报告——温度控制系统
实验四温度控制系统（一）一．实验目的：1．认识温度控制系统的构成环节和各环节的作用。
2．察看比率、积分、微分控制规律的作用，并比较其他差及稳固性。
3．察看比率度δ、积分时间T I、微分时间 T D对控制系统（闭环特征）控制品质的影响。
二．温度控制系统的构成：电动温度控制系统是过程控制系统中常有的一种，其作用是经过一套自动控制装置，见图 4-1 ，使炉温自动保持在给定值。
图 4-1温度控制系统炉温的变化由热电偶丈量，并经过电动温度变送器转变为DDZ-Ⅱ型表的标准信号0～10mA直流电流信号，传递到电子电位差计XWC进行记录，同时传递给电动控制器DTL，控制器按误差的大小、方向，经过预约控制规律的运算后，输出0～10mA直流电流信号给可控硅电压调整器ZK-50，经过控制可控硅的导通角，以调理加到电炉（电烙铁）电热元件上的沟通电压，除去因为扰乱产生的炉温变化，稳固炉温，实现自动控制。
三．实验内容与步骤：（一）察看系统各环节的构造、型号、电路的连结，熟习可控硅电压调整器和电动控制器上各开关、旋钮的作用。
（二）控制系统闭环特征的测定：在以下实验中使用以下详细数值：δ1(50%)，δ2 (80%)，T I 1(50s)，T I 2 (40s)，T D1(30s) 来察看比率与积分控制规律的作用（1）观察比率作用将δ置于某值 50%，记着δ旋钮在δ1的地点，积分时间置最大（T I=max），微分开关切向0，将扰乱开关从“短”切向“扰乱” ，产生一个阶跃扰乱（此时为反向扰乱），同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录阶跃扰乱加入的时辰，察看并记录在纯比率作用下达到稳固的时间及余差大小。
（2）观察积分作用保持δ =δ1不变，置 T I =T I 1，同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录积分作用加入的时辰，注意察看积分作用怎样除去余差，直到过程基本稳固。
2．观察 PI 控制作用下的过渡过程保持δ 1 ，T I 1 不变，将扰乱开关从“扰乱”切向“短” ，产生一个正向阶跃扰乱，察看过渡过程到基本稳固。
SMT炉温曲线及主要不良分析
03
SMT主要不良现象分析
焊点空洞
总结词
焊点空洞是指在焊接过程中，焊料未能完全填满焊点，导致焊点内部存在空洞 的现象。
详细描述
焊点空洞可能是由于焊接温度不足、焊接时间过短、焊料流动性差或PCB与元 器件引脚之间存在间隙等原因引起的。它可能导致焊点的机械强度和导电性能 下降，影响产品的可靠性和性能。
05
SMT炉温曲线与不良关系研究
炉温曲线对不良的影响
温度过高
可能导致元件过热损坏， 焊点熔化，产生短路或断 路等不良现象。
温度过低
可能导致焊锡未完全熔化， 形成冷焊或虚焊，影响电 气性能。
温度不均匀
可能导致元件受热不均， 产生翘曲、变形等不良现 象，影响产品可靠性。
不良对炉温曲线的反馈
实际生产中，通过对不良品的统计分 析，可以发现不良与炉温曲线的关系， 从而优化炉温曲线参数，降低不良率。
预热区的主要作用是使PCB进入稳定的加热状态，并帮助减少温度波动。预热区温度过 低可能导致元件受热不均，而温度过高则可能导致元件受损或产生热应力。因此，需要
根据具体的SMT设备和工艺要求，合理设置预热区温度。
调整温度上升速度
总结词
温度上升速度的控制对于防止元件受 损和保证产品质量具有重要意义。
详细描述
峰值温度
分析炉温曲线中的峰值温度，判断是否达到工艺 要求。
炉温曲线异常判断
温度异常
如果温度超过或低于正常范围，或者温度波动过大，则可能存在 异常。
温度梯度异常
如果温度梯度突然变化或者不均匀，则可能存在异常。
峰值温度异常
如果峰值温度未达到工艺要求，或者温度达到峰值的时间过长或过 短，则可能存在异常。
SMT炉温曲线概述
无铅十温区 炉温
无铅十温区炉温无铅十温区炉温，也称为无铅热区温度，是指在无铅制程中的一段烘烤环节，用于消除电子器件中的残余水分和有机溶剂，以防止其在后续的高温焊接环节中引起瞬态汽化而导致焊接缺陷。
在电子制造行业中，无铅热区温度是非常重要的参数，对产品质量和可靠性具有直接影响。
无铅十温区炉温通常控制在150~200之间，具体的温度设置需要根据工艺要求和产品类型来确定。
温度过高会引起器件内部结构变形，造成焊接失效；而温度过低则无法达到彻底消除器件内部的残余水分和有机溶剂的目的，从而导致焊接不良。
无铅热区的炉温设定需综合考虑以下因素：工艺要求、器件类型、器件封装材料等。
对于一般的无铅器件，150~180的温度可以满足大部分工艺要求。
然而，对于某些特殊的电子器件，炉温可能需要进一步调整。
1. 工艺要求：根据客户提供的工艺要求，制定无铅十温区的炉温设定。
有些产品要求更严格的温度控制，可能需要调整炉温来满足工艺要求。
2. 器件类型：不同类型的器件对炉温的要求也不同。
例如，某些高功率器件可能需要更高的炉温来保证内部结构的稳定性；而一些灵敏的微电子器件则需要更低的炉温，以避免热应力对器件的损害。
3. 器件封装材料：不同封装材料的特性也会影响无铅十温区炉温的设定。
有些封装材料在高温下会膨胀过大，需要降低炉温来防止封装材料的失效。
在确定了无铅十温区的炉温后，还需要进行一系列的工艺验证实验，以确保所设定的炉温满足产品的工艺要求。
这些验证实验包括：温度分布均匀性的测试、产品质量评估、电性能测试等。
通过这些实验，可以得到一份全面的炉温参数设定报告，用于制定后续的生产工艺。
总的来说，无铅十温区炉温的设定是一个相对复杂的过程，需要综合考虑多个因素来确定。
合理设定炉温不仅能够保证产品的质量和可靠性，还能提升生产效率和节约能源。
因此，在制定无铅十温区炉温时，需要密切关注产品要求和工艺要求，同时结合实际情况进行调整和优化，以达到最佳的制程效果。
弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验报告内容弗兰克-赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持，那么，下面是给大家整理收集的弗兰克赫兹实验报告内容，供大家阅读参考。
弗兰克赫兹实验报告内容1仪器弗兰克-赫兹管(简称F-H管)、加热炉、温控装置、F-H管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机X-Y记录仪。
F-H管是特别的充汞四极管，它由阴极、第一栅极、第二栅极及板极组成。
为了使F-H管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压，实验时要把F-H管置于控温加热炉内。
加热炉的温度由控温装置设定和控制。
炉温高时，F-H管内汞的饱和蒸气压高，平均自由程较小，电子碰撞汞原子的概率高，一个电子在两次与汞原子碰撞的间隔内不会因栅极加速电压作用而积累较高的能量。
温度低时，管内汞蒸气压较低，平均自由程较大，因而电子在两次碰撞间隔内有可能积累较高的能量，受高能量的电子轰击，就可能引起汞原子电离，使管内出现辉光放电现象。
辉光放电会降低管子的使用寿命，实验中要注意防止。
F-H管电源组用来提供F-H管各极所需的工作电压。
其中包括灯丝电压UF，直流1V~5V连续可调;第一栅极电压UG1，直流0~5V连续可调;第二栅极电压UG2，直流0~15V连续可调。
扫描电源和微电流放大器，提供0~90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F-H管的加速电压，供手动测量或函数记录仪测量。
微电流放大器用来检测F-H管的板流，其测量范围为108A、107A、106A三挡。
微机X-Y记录仪是基于微机的集数据采集分析和结果显示为一体的仪器。
供自动慢扫描测量时，数据采集、图像显示及结果分析用。
原理玻尔的原子理论指出:①原子只能处于一些不连续的能量状态E1、E2……，处在这些状态的原子是稳定的，称为定态。
原子的能量不论通过什么方式发生改变，只能是使原子从一个定态跃迁到另一个定态;②原子从一个定态跃迁到另一个定态时，它将发射或吸收辐射的频率是一定的。
如果用Em和En分别代表原子的两个定态的能量，则发射或吸收辐射的频率由以下关系决定:hv=|Em-En|(1)式中:h为普朗克常量。
多加热炉炉温检测课程设计报告
课题3 多加热炉炉温检测系统设计一．任务及要求：1．加热炉的炉温可以在60℃～180℃之间任意调节；2．系统每隔3秒钟检测一遍炉温（三个炉子）；3．利用六位七段码显示器实时显示加热炉的炉号和实际温度，显示值为十进制数值。
显示器的右三位显示加热炉的炉号，左三位显示实际值。
程序启动运行之后即开始循环显示，每次显示时间为3秒钟；4．分别记录各加热炉的实际炉温数据，轮流显示。
每检测一次即保存一次，循环刷新；5．对应各加热炉扩展功能按键。
功能键按下后不影响检测功能，仅影响显示功能。
具体要求如下：⑴在循环显示方式下，按下某一功能键之后，七段码显示器即显示对应加热炉的炉号和实际温度。
如果此时按下另外功能键则不起作用，既不会改变当前显示。
只有再次按下同一个功能键之后才能使系统回到循环显示方式状态；⑵在循环显示方式下，按下某一功能键之后，七段码显示器即显示对应加热炉的炉号和实际温度，如果此时按下另一个功能键，则会改变当前显示，即应显示与后一次按下的功能键对应的加热炉的炉号和炉温。
只有连续按下同一个功能键两次才能回到循环显示方式状态；6．扩展发光二极管担任报警功能，当温度超过200℃即点亮发光二极管报警，并显示错误号“EF”，当温度低于50℃，点亮发光二极管报警，并显示错误号“E0”。
二．基本工作原理及说明1．系统硬件连接参考“多加热炉炉温检测系统硬件参考图”。
⑴硬件部分为PD32实验系统或8051单片机实验系统。
包括0809、8253、8259、8255、数据存储器62256、七段码显示器及其驱动电路、按键和报警部分。
图中虚线为需要连接的连线；⑵加热炉的实际温度用电压表示，由电位器给出。
模拟量电压经A/D转换器0809转换成数字量。
0809的输入通道选用IN0、IN1、IN2、IN3、…。
A/D采样结束后由EOC信号发出中断请求。
0809的译码地址为3C0H。
通道0~7分别为3C0H，3C4H，3C8H，3CCH，3D0H，3D4H，3D8H，3DCH。
plc炉温课程设计
plc炉温课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和在工业控制中的应用。
2. 学生能掌握炉温控制系统中PLC的工作流程和关键参数。
3. 学生能描述炉温控制系统中传感器、执行器与PLC之间的协同工作原理。
技能目标：1. 学生能够运用PLC编程软件进行基础的程序编写，实现炉温的模拟控制。
2. 学生能够通过调试PLC程序，诊断并解决简单的炉温控制问题。
3. 学生能够设计简单的炉温控制系统方案，并进行模拟运行测试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发其探索工业4.0的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，使其在项目实施中学会相互协作、共同解决问题。
3. 培养学生的工程思维和创新意识，使其意识到技术进步对工业生产的重要性。
课程性质分析：本课程为高年级的实践性专业课程，旨在通过炉温控制系统的设计，将理论与实践相结合，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点分析：高年级学生具备一定的专业基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作欲望，对实践性强的课程内容有较高的兴趣。
教学要求：课程需紧密结合教材，注重理论与实践的结合，通过项目驱动教学法，引导学生主动参与，注重培养学生的实际操作能力和工程实践能力。
教学过程中应不断评估学生的学习成果，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基本原理及其在工业控制中的应用。
- 炉温控制系统的工作原理，包括传感器、执行器与PLC的协同工作。
- PLC编程软件的使用方法，重点掌握逻辑控制语句和程序结构。
2. 实践操作：- 炉温控制系统模型的搭建，熟悉相关设备的使用。
- PLC编程实践，完成炉温的模拟控制程序编写。
- 炉温控制系统的调试与优化，学会诊断和解决常见问题。
3. 教学大纲：- 第一周：PLC基本原理学习，了解炉温控制系统组成。
- 第二周：学习PLC编程软件的使用，进行简单的程序编写练习。
弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验报告内容弗兰克-赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持，那么，下面是给大家整理收集的弗兰克赫兹实验报告内容，供大家阅读参考。
弗兰克赫兹实验报告内容1仪器弗兰克-赫兹管(简称F-H管)、加热炉、温控装置、F-H管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机X-Y记录仪。
F-H管是特别的充汞四极管，它由阴极、第一栅极、第二栅极及板极组成。
为了使F-H管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压，实验时要把F-H管置于控温加热炉内。
加热炉的温度由控温装置设定和控制。
炉温高时，F-H管内汞的饱和蒸气压高，平均自由程较小，电子碰撞汞原子的概率高，一个电子在两次与汞原子碰撞的间隔内不会因栅极加速电压作用而积累较高的能量。
温度低时，管内汞蒸气压较低，平均自由程较大，因而电子在两次碰撞间隔内有可能积累较高的能量，受高能量的电子轰击，就可能引起汞原子电离，使管内出现辉光放电现象。
辉光放电会降低管子的使用寿命，实验中要注意防止。
F-H管电源组用来提供F-H管各极所需的工作电压。
其中包括灯丝电压UF，直流1V~5V连续可调;第一栅极电压UG1，直流0~5V连续可调;第二栅极电压UG2，直流0~15V连续可调。
扫描电源和微电流放大器，提供0~90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F-H管的加速电压，供手动测量或函数记录仪测量。
微电流放大器用来检测F-H管的板流，其测量范围为108A、107A、106A三挡。
微机X-Y记录仪是基于微机的集数据采集分析和结果显示为一体的仪器。
供自动慢扫描测量时，数据采集、图像显示及结果分析用。
原理玻尔的原子理论指出:①原子只能处于一些不连续的能量状态E1、E2……，处在这些状态的原子是稳定的，称为定态。
原子的能量不论通过什么方式发生改变，只能是使原子从一个定态跃迁到另一个定态;②原子从一个定态跃迁到另一个定态时，它将发射或吸收辐射的频率是一定的。
如果用Em和En分别代表原子的两个定态的能量，则发射或吸收辐射的频率由以下关系决定:hv=|Em-En|(1)式中:h为普朗克常量。
2019年广东工业大学实验报告.doc
广东工业大学实验报告信息工程学院03测控技术与仪器专业2 班成绩评定_______姓名邵仲明欧文宇余允袁怀泽陈晓清陈雅苏映惜郑典英教师签名实验题目基于PID算法的炉温控制第___周星期___第___节一、实验目的和要求a)掌握虚拟仪器高级语言LabVIEW6i或LabWindows/CVI的流程图和软仪器面板的编程设计方法，熟悉数据处理模块、信号分析模块、仪器控制模块等各种软件模块的应用；b)掌握数据采集硬件的低层驱动程序（C语言/汇编语言）设计、调试及嵌入LabVIEW6i的技术；c)利用GPIB、RS232等仪器标准总线接口系统和VISA编程技术，进行PC计算机与多种数字式仪器（如数字示波器、数字万用表和数字频谱仪）的接口、互连及编写应用软件，构造典型的自动测试系统及进行实验研究。
二、实验方案1、实验设计题目基于PID算法的炉温控制2、实验主要仪器设备和材料装有labwindows/cvi软件PC一台，电子温度计一个，炉温实验箱一个，PC-DAQ/PCI卡3、设计步骤1）、对炉温实验箱进行数据采样：先把炉温实验箱加热至90°C观察电子温度计数值，利用万能表测试实验箱相应引脚的输出电压，温度每下降一摄氏度，就马上记录输出电压值。
记录范围：25～90℃。
2）、对采样数据进行处理：通过观察可知，电压与温度不成线性关系，是一条曲线，因此，本设计采用分段直线拟合。
得出电压与温度的对应关系。
3）、用户界面设计：用Labwindows/cvi软件进行用户界面开发，并进行编程。
具体程序见后面。
4）、进行调试：把PC和其他设备连接好，测试程序，设置PID参数，观察控制效果，确立PID参数。
5）、重新对数据采样：开始采样时，因为温度和电压值都不断发生变化，而温度计显示变化相对于电压变化有一定的滞后，造成微机上温度显示数值比温度计发生一定量的偏移，造成较大误差。
因此，此次采样利用刚开发的程序控制炉温恒定，观察电压变化范围，记录多个电压值，求其平均值。
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Beijing Jiaotong University 计算机控制系统实验
炉温控制实验
学院：电子信息工程学院
姓名：
学号：
指导教师：
时间：
炉温控制实验
一、实验目的
1、了解温度控制系统的特点。
2、研究采样周期T对系统特性的影响。
3、研究大时间常数系统PID控制器的参数的整定方法。
二、实验仪器
1、计算机控制系统实验箱一台
2、PC计算机一台
3、炉温控制实验对象一台
三、基本原理
1、系统结构图示于图1－1。
图1－1 系统结构图
图中 Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds）
Gh（s）=（1－e-TS）/s
Gp（s）=1/（Ts+1）
2、系统的基本工作原理
整个炉温控制系统由两大部分组成，第一部分由计算机和A/D&D/A卡组成，主要完成温度采集、PID运算、产生控制可控硅的触发脉冲，第二部分由传感器信号放大，同步脉冲形成，以及触发脉冲放大等组成。
炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压的可在0～140V内变化。
可控硅的导通角为0～5CH。
温度传感是通过一只热敏电阻及其放大电路组成的，温度越高其输出电压越小。
外部LED灯的亮灭表示可控硅的导通与
闭合的占空比时间，如果炉温温度低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。
3、PID递推算法：
如果PID调节器输入信号为e（t），其输送信号为u（t）,则离散的递推算法为:
Uk=Kpek+Kiek2+Kd(ek-ek-1)
其中ek2是误差累积和。
四、实验内容：
1、设定炉子的温度在一恒定值。
2、调整P、I、D各参数观察对其有何影响。
五、实验步骤
1、启动计算机，双击桌面“计算机控制实验”快捷方式，运行软件。
2、测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。
如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。
3、20芯的扁平电缆连接实验箱和炉温控制对象，检查无误后，接通实验箱和炉温控制的电源。
4、在实验项目的下拉列表中选择实验七[七、炉温控制] 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框，选择PID，在参数设置窗口设置炉温控制对象的给定温度以及Ki、Kp、Kd值，点击确认在观察窗口观测系统响应曲线。
测量系统响应时间Ts和超调量。
5、重复步骤4，改变PID参数，观察并记录波形的变化。
六、PID参数整定
1、比例部分整定。
首先将积分系数KI和微分系数KD取零,即取消微分和积分作用,采用纯比例控制。
将比例系数KP由小到大变化,观察系统的响应,直至速度快,且有一定范围的超调为止。
如果系统静差在规定范围之内,且响应曲线已满足设计要求,那么只需用纯比例调节器即可。
2、积分部分整定。
如果比例控制系统的静差达不到设计要求,这时可以加入积分作用。
在整定时将积分系数KI由小逐渐增加,积分作用就逐渐增强,观察输出会发现,系统的静差会逐渐减少直至消除。
反复试验几次,直到消除静差的速度满意为止。
注意这时的
超调量会比原来加大,应适当的降低一点比例系数KP。
3、微分部分整定。
若使用比例积分(PI)控制器经反复调整仍达不到设计要求,或不稳定,这时应加入微分作用,整定时先将微分系数KD从零逐渐增加,观察超调量和稳定性,同时相应地微调比例系数KP、积分系数KI,逐步试凑,直到满意为止。
七、实验结果
第一组
第二组
第三组
实验数据
八、结果分析
1、KP可以加快系统的响应，第一组KP最大，稳态时间也最短。
2、对比第二组和第三组，第二组超调比较大，所以第三组KP减小，超调也有所
减小。
3、第二组稳态时间较长，应是KI过大所致，所以第三组将KI减小，系统的稳态
时间明显减小了。
4、KP也对峰值时间造成影响。
KP越大，系统动态性能越好，但越容易造成超调。
相对于其他组，第一组KP最大，峰值时间最小，动态性能最好。
5、对比第一组和第二组，纯P调节过程容易出现震荡，PID三者调节更容易保持
系统的稳定性。
九、实验总结
通过这次试验，我真正接触了PID调节原理在实际中的应用，大大加深了自己对PID调节原理的理解和认识。
PID控制原理的优点在于能够在控制过程中根据预先设定好的控制规律不停地自动调节控制量以使被控系统朝着设定的平衡状态过度,最后达到控制范围精度内的稳定的动态平衡状态。
要使用好PID控制原理,关键在于根据实际情况确定PID的各种参数,这项工作可能是费时的,但做好了将会提高控制器的使用效果,达到较高的控制精度是值得的。
最后还要说，实验仪器的好坏对实验结果影响也是很大的，不同组的实验结果差异相当明显。