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第1篇一、实验目的1. 理解动态规划的基本思想和方法。
2. 掌握动态规划在解决实际问题中的应用。
3. 提高编程能力和算法设计能力。
二、实验内容本次实验主要涉及以下四个问题：1. 斐波那契数列2. 最长公共子序列3. 最长递增子序列4. 零钱找零问题三、实验原理动态规划是一种在数学、管理科学、计算机科学、经济学和生物信息学等领域中使用的，通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式求解复杂问题的方法。
动态规划的基本思想是将一个复杂问题分解成若干个相互重叠的子问题，然后按照子问题的顺序逐个求解，最后将这些子问题的解合并成原问题的解。
四、实验步骤及代码实现1. 斐波那契数列斐波那契数列是指这样一个数列：1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ...，其中每个数都是前两个数的和。
```cppinclude <iostream>using namespace std;int Fibonacci(int n) {if (n <= 1) {return 1;}int fib[n+1];fib[0] = 1;fib[1] = 1;for (int i = 2; i <= n; i++) {fib[i] = fib[i-1] + fib[i-2];}return fib[n];}int main() {int n;cout << "请输入斐波那契数列的项数：" << endl;cin >> n;cout << "斐波那契数列的第 " << n << " 项为：" << Fibonacci(n) << endl;return 0;}```2. 最长公共子序列给定两个序列A和B，找出它们的公共子序列中长度最长的序列。
```cppinclude <iostream>using namespace std;int LCSLength(string X, string Y) {int m = X.length();int n = Y.length();int L[m+1][n+1];for (int i = 0; i <= m; i++) {for (int j = 0; j <= n; j++) {if (i == 0 || j == 0)L[i][j] = 0;else if (X[i-1] == Y[j-1])L[i][j] = L[i-1][j-1] + 1;elseL[i][j] = max(L[i-1][j], L[i][j-1]);}}return L[m][n];}int main() {string X = "AGGTAB";string Y = "GXTXAYB";cout << "最长公共子序列长度为：" << LCSLength(X, Y) << endl; return 0;}```3. 最长递增子序列给定一个序列，找出它的最长递增子序列。
动态仿真设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解动态仿真设计的基本概念和原理，掌握仿真模型构建的关键步骤。
2. 使学生掌握动态仿真软件的基本操作，并能运用软件进行简单的仿真实验。
3. 帮助学生了解动态仿真技术在现实生活和各领域的应用。
技能目标：1. 培养学生运用动态仿真技术解决实际问题的能力，提高创新思维和动手实践能力。
2. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论和分享，提高沟通表达和协作解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对动态仿真技术的兴趣，培养其探索精神和科学态度。
2. 培养学生具备良好的学习习惯，敢于面对挑战，勇于克服困难。
3. 引导学生认识到动态仿真技术在国家经济发展和社会进步中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为选修课程，旨在帮助学生拓展知识视野，提高实践能力。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，具有较强的学习兴趣和探索精神。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性和主动性，培养其创新思维和动手能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述知识、技能和情感态度价值观目标，为后续学习和发展奠定基础。
二、教学内容1. 动态仿真设计基本概念与原理- 仿真技术概述- 动态仿真模型的构建方法- 动态仿真技术的应用领域2. 动态仿真软件操作与使用- 常用动态仿真软件介绍- 软件的基本操作方法- 仿真实验步骤与技巧3. 动态仿真项目实践- 项目分析与需求梳理- 模型构建与参数设置- 仿真结果分析与优化4. 动态仿真技术拓展与应用- 仿真技术在各领域的应用案例- 仿真技术发展趋势与前景- 创新思维与动态仿真设计教学内容安排与进度：第一周：动态仿真设计基本概念与原理第二周：动态仿真软件操作与使用第三周：动态仿真项目实践（一）第四周：动态仿真项目实践（二）第五周：动态仿真技术拓展与应用教材章节关联：本教学内容与教材第十章“动态仿真设计”相关，涉及教材中10.1节基本概念、10.2节仿真模型构建、10.3节仿真软件操作、10.4节项目实践及10.5节拓展应用等内容。
《电力系统动态模拟综合实验》实验报告实验名称发电机及系统短路故障影响实验姓名XXX 学号XXX日期XXX 地点XXX成绩________________ 教师_____________________电气工程学院第1页共11页东南大学1. 实验目的：（1 ）了解动模实验室的构成，主要设备及其功能。
（2） 熟悉和掌握发电机的启动，调压，调速，并网，解列，停机等操作。
（3） 通过单机---无穷大系统中不同点的短路故障实验， 理解发电机在短路时的电磁暂态过 程，分析和掌握短路起始相角及回路阻抗对发电机运行状态的影响。
2. 实验内容：在单机----无穷大主接线模拟实验系统中，通过实验操作，熟悉实验室环境及实验设备,掌握发电机的启动，调压，调速，并列，解列及停机操作方法，选择不同的短路点进行短路 故障实验，录取短路时刻的电压，电流波形，然后，根据所学知识，分析求取发电机或系统 的状态参数，理解和掌握短路故障对发电机及系统运行状态的影响。
3. 实验原理（实验的理论基础）：根据《电力系统暂态分析》相关理论，可知在三相短路时，发电机定子绕组电流中含有以下四个分量线即直流分量。
，将短路电流减去直流分量，则可以认为是基频交流分量。
根据发电机参 数，T d ，和T d ，，都较小，在短路后0.5s ，可以认为基频电流中只含有稳态分量，读出此 时电流幅值i w （a ）。
在此时刻前找两处幅值 11, 12及对应时刻T 1, T 2,则可得方程组：图1.发电机短路电流波形图i w （ a ）为强制分量，不衰减 ?i w 为按此时励磁绕组的时间常数 ?iW2为按直轴阻尼绕组的时间常数T d '衰减的分量 T d ，'衰减的分量 i a 和i 2w 为按定子绕组的时间常数 根据发电机三相短路时电流波形图,T a 衰减的分量由短路电流波形图绘制其包络线。
包络线中分T 1 T 1' n山 “ theTd由此可以求出?i w , ?i w2。
动态样机设计实验报告1.引言1.1 概述概述部分：动态样机是指在其操作过程中，系统参数或输入条件随时间而变化的机械、电气或混合系统。
在工程和科学领域中，动态样机设计是一项重要的技术工作，它可以帮助工程师和科学家研究和分析系统在变化条件下的性能，并进行相应的优化设计。
本报告将介绍动态样机设计的概念、设计过程及方法，并对实验结果进行分析，以期为相关领域的研究和工程实践提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括整个实验报告的组织安排和章节安排，以及每个章节的主要内容和重点。
比如，可以介绍引言部分的概述和目的，以及正文部分的动态样机设计概述、设计过程及方法，实验结果分析等内容的安排，最后可以提及结论部分的总结、实验心得和展望的内容安排。
结构部分的内容json"1.3 目的":"content": "本实验旨在通过动态样机设计，验证理论模型并分析实验结果，以验证设计方法的可行性和有效性。
同时，通过实验得到的数据分析，提出改进和优化的方案，为未来的动态样机设计提供参考和借鉴。
"": ,"3.3 展望":请编写文章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 动态样机设计概述动态样机设计是指根据特定的动态特性和工作条件，设计和制造出适应需求的机械装置。
动态样机设计是机械工程中的一个重要领域，它涉及到结构设计、工程动力学、振动学和控制理论等多个学科知识。
动态样机的设计是为了满足特定的动态工作条件，使得系统在不同工作状态下能够稳定、高效地运行。
动态样机设计的概念源于对动力学和振动学理论的研究，通过对系统的动力学特性和振动特性的分析，可以确定系统的工作状态和运行过程中的动态响应。
在动态样机设计过程中，需要考虑系统的质量、刚度、阻尼等物理特性，以及外部激励、控制策略等因素，从而设计出符合要求的动态性能。
动态样机设计在工程领域中具有广泛的应用，例如航空航天领域的航空发动机试验台、汽车工业中的车辆悬挂系统、机械制造领域的振动筛等。
动态系统建模仿真实验报告实验二，实验四实验二直流电动机-负载建模及仿真实验1实验内容在运动控制系统中电机带动负载转动，电机-负载成为系统的被控对象。
本实验项目要求根据电机工作原理及动力学方程，建立模型并仿真。
2实验目的掌握直流电动机-负载的模型的建立方法；3实验器材（1）硬件：PC机。
（2）工具软件：操作系统：Windows系列；软件工具：MATLAB及simulink。
4实验原理在很多应用场合中，直流电动机的输出轴直接与负载轴相连，转动部件固定在负载轴上，即为常见的电机直接驱动负载形式。
如果不考虑传动轴在转动过程中的弹性形变，即把传动轴的刚度看作无穷大，就可以在系统设计过程中，将执行电机和负载视为一个整体对象，这样被控对象的模型就可以用如图2.1所示的框图来表示。
其中U表示控制电压；a U，a L，a R分别表示电机的电枢电压，电r枢电感和电枢电阻；J为电机的转动惯量，L J为负载的转动惯量，包括由电机m驱动的转动体、轴承内圈、转动轴、轴套、速度测量元件、角度测量元件以及被测试件折合到电机轴上的转动惯量等；D、L D分别表示电机和负载的粘性阻尼m系数；k为电机的电磁力矩系数；e k为电机的反电势系数；mθ为电机-负载的转m角，θ 为电机-负载的角速度。
m在这一实验中，认为电机与负载的转角是相同的，并考虑了电机及负载转动中产生的粘滞阻尼力矩，所以其电压方程、力矩方程变为如下形式⎪⎩⎪⎨⎧+=+--=+=-ss J J D D M s I k s k s E s s I T s I Ra s E s Ua m l m L m l m m e l )()()()()()())()(()()(θθ(2.1)由方程组（2.1）可以得到相应的结构框图如图1所示。
图1直流电动机-负载数学模型结构框图5实验要求：（1）建立从a u 到m θ的传递函数模型，求其频率特性，并与项目1中的电机频率特性进行对比。
（2）分别取（Dm+D L ）1=0.1（Dm+D L ）和（Dm+D L ）2=0.01（Dm+D L ），编制MATLAB 或simulink 程序，比较阻尼系数不同时电机-负载模型的频率特性。
目录第一章绪论 (1)1.1工程背景 (1)1.2 设计目的 (2)第二章检测方法设计及依据 (3)2.1 检测和控制的主要参数.................................... - 3 -2.2污垢测量方法与测量原理 (3)2.2.1污垢测量方法 (3)2.2.2污垢测量原理 (3)第三章参数检测与控制 (5)3.1 实验管流体进出口温度以及水浴温度测量 (5)3.1.1 仪表选用 (5)3.1.2 仪表选用依据 (5)3.1.3产品参数及结构图 (6)3.1.4 测量注意事项 (6)3.1.5 误差分析 (6)3.2 实验管壁温度测量 (7)3.2.1 仪表选用 (7)3.2.2仪表选用依据 (7)3.2.3 产品参数及结构图 (8)3.2.4测量注意事项 (9)3.2.5误差分析 (9)3.3 水位测量 (9)3.3.1仪表选用 (9)3.3.2仪表选用依据 (9)3.3.3产品参数及结构图 (10)3.3.4测量注意事项 (10)3.3.5误差分析 (11)3.4 流量测量 (11)3.4.1仪表选用 (11)3.4.2仪表选用依据 (11)3.4.3产品参数及结构图 (12)3.4.4测量注意事项 (12)3.4.5 误差分析 (12)3.5 差压测量 (13)3.5.1仪表选用 (13)3.5.2仪表选用依据 (13)3.5.3产品参数及结构图 (13)3.5.4测量注意事项 (14)3.5.5误差分析 (14)第四章课程设计新的体会 (15)参考文献 (16)第一章绪论1.1工程背景换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。
污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。
实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。
多功能动态模型演示仪的设计崔健;周昆鹏【摘要】Single function and bad three-dimensional effect of two-dimensional LED were investigated. Based on du-al-color LED display, a display module with 3-D effect has been constituted to display various models that users want to display. The display module integrates 16x16x16 dual-color LED cubes. It can be controlled by an infrared separate button. True Color touch screen is used for human-machine interaction and real-time three-dimensional function can be realized by implementing graphics on the touch screen.%针对二维LED显示屏功能单一以及立体感差的问题，以双基色LED为显示基础，构成一个具有3D效果的显示模块，用以显示用户想显示的各类模型。
该显示模块集成了16×16×16双基色LED立方体，可以使用红外，独立按键来进行控制，并采用真彩触摸屏来进行人机交互，还可以在触摸屏上绘图实现模型的实时立体显示功能。
【期刊名称】《内蒙古民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(031)003【总页数】3页(P192-194)【关键词】多功能;LED;动态模型【作者】崔健;周昆鹏【作者单位】内蒙古民族大学物理与电子信息学院，内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学物理与电子信息学院，内蒙古通辽 028043【正文语种】中文【中图分类】O4-33随着社会的发展与科技的不断进步，人们对于美和艺术的欣赏水平在不断提高，传统的二维LED显示屏显示功能单一，并且不够生动，已经难以满足使用要求.与此同时，3D技术在蓬勃发展，占领了越来越多的原本属于二维LED的应用领域.它的显示效果美轮美奂，能给人带来身临其境的感觉.就现有来看3D技术已经应用于军工、航空航天、水下作业、模拟分析等高端领域.随着科技发展3D技术的成本也会越来越低，相信3D电视将来也会像液晶电视一样走入普通家庭.最初的光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成的，在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世，这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首,自从国庆60周年联欢晚会开始演练后，一个全新的名词“光立方”，吸引了全国人民的关注.本设计〔1〕以发光二极管为最小显示单元，构建了一个16×16×16的便携式光立方模块.它采用单片机STC15F2K60S2为核心编程技术，对发光二极管进行控制，使其显示出不同的花样与颜色，带给人未来3D技术的亲身体验.本设计的整体硬件结构如图1所示.为了提升系统的整体处理速度以及便于显示功能的拓展，本系统的控制核心采用了由主处理器和协处理器构成的复合结构.主处理器采用的是STC15F2K60S2型单片机，它属于增强型MCS-51单片机，指令代码完全兼容传统的8051单片机，但运行速度提升了8-12倍.协处理器采用STM32F103型ARM，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，按性能分成基本型与增强型两个不同的类型.本设计选用的STM32F103属于增强型，晶振频率高达72MHZ.外围电路模块包括指令输入模块、显示输出模块、光立方体模块、电源模块、通信接口模块以及上位机.指令输入模块由16个独立按键以及一块触摸屏组成，操作者可以根据自己的喜好，通过按键与触摸两种方式的任意一种在系统菜单中选择需要执行的指令.系统菜单中包括当前可以选择执行的指令以及工作状态，这些信息均通过以LCD12864液晶显示屏为核心构成的输出模块来反馈给操作者.演示仪通过RS232串口与PC上位机相连，由于处理器的输出电平是+5V，而RS232口需要+9V的输入电压，因此采用了MAXIM公司的MAX232来完成电平的转换.光立方体模块的最小构成单元是可显示三种颜色（红色、蓝色和品红色）的草帽形LED.采用由点到面、由面到体的设计思想来进行设计与验证.先把16个双基色LED进行焊接成一个LED行，然后进行测试，测试通过后再进行下一步，把16行LED进行焊接来组成LED面，再进行测试，焊接完16层LED面并测试通过后完成LED立方体的焊接.采用专用LED驱动芯片，16位移位锁存器MBI5026CP（配TD62M8600F驱动电路，8路，输出电流范围：2-4A）.具有输出电流调整端口，必须通过外接电阻来调节IO口输出电流的大小.其中32片MBI5026CP吸收电流，具有外接电阻调节吸收电流大小功能，来驱动阴极512个引脚，TD62M8600F是八位输入输出电流驱动芯片，用两片驱动16层的阳极，每一层的256个LED阴极512个引脚对应32片MBI5026CP 32×16=512个引脚吸收阴极电流，构成一层的显示，16层之间切换层，来构成立体显示多功能动态模型演示仪.图2为多功能动态模型演示仪实物图.这里采用透明亚克力板材作为外壳，它具有透光率高、坚固耐磨的优点，可以有效地保护LED立方体，同时使演示仪美观、耐用.实验〔2〕在教学中起着举足轻重的作用，它不但可以帮助学生理解一些抽象的概念，也可以提高学生的动手能力.实验效果的提高也就大大提高了教学效果.例如图3（a）所示的物理学中原子模型，电子在绕原子核不停地转动，教师一般无法找到合适的教具进行动作的演示而只能通过口头讲述或通过幻灯片演示二维动画来帮助学生理解.使学生只能抽象的建立起原子模型，至于原子核与电子的关系以及如何绕动的问题无法更加生动的表现出来.通过本演示仪就可以在三维空间中动态演示出原子核以及电子的关系，由于原子模型中的电子是围绕原子核运动的，静态图片无法完全显示，故这里没有列出本显示仪的显示模型，而是列出另外一个比较有代表性的地球磁感线模型，如图3（b）所示.在高中数学的立体几何的分析中，空间立体感是很难建立起来的.立体图形在不同角度所展示的样子是不同的，更加困难的是其内部分析.上课时教师需要在黑板上画出一个或多个不同的视图才可以讲述清楚图形的结构，这往往需要耗费大量时间.但是立体感不好的学生往往还是不能很好的建立立体模型.本演示仪可以显示立体几何中的各种图形，使学生非常直观的看清楚立体图形的各个方面，还可以通过设置LED的亮灭或不同的颜色区分来显示立体图形的剖面图、俯视图等，节省了教师画图的时间，同时也帮助学生快速理解并建立空间立体模型.图4为基于多功能动态模型演示仪的一个立体模型的演示图，可以看出，该立体模型演示清晰、方便、效果良好，在各个方向均能很好的看到模型效果，达到了预期的教学目的.本设计可作为广告灯〔3〕来使用.比如，显示某品牌的一个商标，普通的LED〔4〕广告牌是二维显示的，显示广告只限于一个平面内，而利用该演示仪可以显示立体的商标图案，并且可以做到动态旋转显示，使消费者在各个方向都能看到所显示的商标广告，这是平面LED广告屏所无法实现的.滚动播放字幕功能在商品广告方面也大有可为.人们都有好奇的心理，本演示仪目前在生活中非常少见，可以在人多的公共场所摆放，播放三色的动态广告，可以很好的吸引人们的注意力，达到广而告之的目的.图5为富有蒙古族特色蒙古包模型的显示.本文设计了一套基于光立方显示策略的多功能广告媒体播放系统.它采用了独特的双处理器控制结构，通过4096个多色LED发光二极管构成了16*16*16的立方体阵列，通过触摸屏或者按键选择显示菜单并输入给处理器，处理器控制处于空间中不同位置LED的点亮、熄灭以及颜色，来实现不同立体图形的显示.通过后期实验表明，该系统性能稳定，3D效果逼真，适用于教学、广告等多种应用领域. 〔1〕杨永刚.3D光立方的设计与制作〔J〕.电子制作，2014（6）:129.〔2〕温才,唐丽红,赖永宽.晶格结构三维模型“LED光立方”的设计与制作〔J〕.大学物理实验，2014（4）:52-56.〔3〕张瑶，候远韶.ARM处理器和ZigBee的智能家居解决方案〔J〕.长春大学学报（自然科学版），2015，25（8）:8-12.〔4〕苏珊.基于STC单片机的8×8×8LED光立方系统设计〔J〕.吉首大学学报（自然科学版），2013（6）：33-36.。
风电实验项目动态模拟综合实训系统实验室建设方案一、起励试验1、跟踪系统电压起励（恒电压、非试验状态下，系统电压在85%~115%之间跟踪，否则取100%）［（D调整系统电压在额定电压，起励，记录发电机机端电压稳定值，计算发电机机端电压与系统电压的相对误差，得到跟踪精度的指标数据；（2）在85%~115%之内改变系统电压，重复起励、记录与精度计算；（3）调整系统电压在85QII5%之外，重复起励和记录，验证是否起励到额定值，而不跟踪系统电压；】2、恒励磁电流起励（恒电流零起手动升压，按励磁电流闭环控制）3、升速自动起励（转速大于40Hz,自动起励），二、灭磁试验1、手动灭磁（人工操作灭磁按钮或远方灭磁接点进行灭磁）2、低转速自动灭磁（转速低于34Hz自动灭磁）【发电机空载额定稳定运行条件下，调节转速下降。
三、给定电压调节范围与调节速度1、恒Ut运行方式下的电压调节范围和调节速度;((Γ115%)【记录恒Ut控制方式下的发电机空载运行时的机端电压和励磁电流的调节范围，调节速度】2、恒IL运行方式下的电压调节范围和调节速度；(0^110%)【记录恒IL控制方式下的发电机空载运行时的机端电压和励磁电流的调节范围，调节速度】四、空载阶跃试验1、机端电压给定阶跃±5%额定电压；(上位机操作)；2、机端电压给定阶跃±10%额定电压；(上位机操作)。
五、运行方式切换试验与稳定运行1、恒Utf恒I L;2、恒L-恒Ut；六、变速恒频试验1、亚同步速;【调节转速低于同步速运行,例如1400转/分附近，记录机端电压频率和励磁电流频率与系统频率，验证三者关系】2、同步速；【调节转速等于同步速运行，例如1500转/分附近，记录机端电压频率和励磁电流频率与系统频率，验证三者关系】3、超同步速;【调节转速高于同步速运行,例如1600转/分附近，记录机端电压频率和励磁电流频率与系统频率，验证三者关系】七、转速、励磁电流与机端电压的关系试验给定转速和励磁电流频率（自动跟踪转速变化维持定子电压频率为额定值），改变励磁电流大小，记录励磁电流与机端电压之间的关系数据；改变转速从40Hz~55Hz,每隔3Hz重复试验，记录励磁电流与机端电压的关系数据；八、并网条件跟踪试验1、电压幅值跟踪；【即跟踪系统电压起励】2、频率跟踪；【改变转速后，励磁电流频率会自动跟踪转速变化，维持机端电压频率与系统电压频率在允许范围内】3、电压相角跟踪；【自动跟踪系统电压相角，维持相角差在一定范围内】以上是空载试验。
课程设计报告学生姓名:学号：学院:自动化工程学院班级: 自动101题目: 多功能动态模拟实验装置检测方法设计指导教师： XXXX201X年 12月 31日目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 总实验装置 (1)1.3 检测和控制参数 (2)第2章温度的测量和控制 (3)2.1 实验管流体进出口温度测量和控制 (3)2.1.1 检测方法设计及依据 (3)2.1.2 仪表种类选用及依据 (3)2.1.3 测量注意事项 (5)2.1.4 误差产生原因 (5)2.2 实验管壁温度测量和控制 (5)2.2.1 检测方法设计及依据 (5)2.2.2仪表种类选用及依据 (6)2.2.3 测量注意事项 (7)2.2.4 误差产生原因 (8)2.3 水浴温度测量和控制 (8)2.3.1 检测方法设计及依据 (8)2.3.2仪表种类选用及依据 (9)2.3.3 测量注意事项 (10)2.3.4 误差产生原因 (10)第3章水位的测量和控制 (12)3.1 检测方法设计及依据 (12)3.2 仪表种类选用及依据 (12)3.3 测量注意事项 (14)3.4 误差产生原因 (14)第4章流量的测量和控制 (16)4.1 检测方法设计及依据 (16)4.2 仪表种类选用及依据 (16)4.3 测量注意事项 (18)4.4 误差产生原因 (18)第5章差压的测量和控制 (20)5.1 检测方法设计及依据 (20)5.2 仪表种类选用及依据 (20)5.3 测量注意事项 (21)5.4 误差产生原因 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1 课题背景与意义换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。
按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。
热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种。
非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射性技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。
这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。
本设计题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，参考相关文献资料，完成此实验装置所需检测参数的检测。
设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。
1.2 总实验装置本实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段（约2m），水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。
水浴中平行放置两实验管，独自拥有补水箱和集水箱，构成两套独立的实验系统。
可以做平行样实验和对比实验。
为获取水处理药剂的效果、强化换热管的污垢特性、污垢状态下强化管的换热效果等等，管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。
图1-1 总实验图1-恒温槽体；2-试验管段；3-试验管入口压力；4-管段入口温度测点；5-管壁温度测点；6-管段出口温度测点；7-试验管出口压力；8-流量测量；9-集水箱；10-循环水泵；11-补水箱；12-电加热管设备的主体是由两根管组成的管式换热器。
这两根管是可以拆装的, 它们都可以作为实验管,如对于单纯监测水质污垢热阻来说, 则两根实验管可同时进行两种水质或不同工况的污垢热阻检测。
也可以将其中一根作为实验管, 另一根作标准比较管, 以便比较水处理措施的效果。
管内工质为欲模拟的实际换热器的冷却水或据其主要成分配制的工艺流体。
管外是由电加热器和温度调节器构成的可调温度的恒温水浴。
实验管段安装有壁温、出入口介质温度、实验段流动压降等测点所有测量信号经由传输电缆通过数据采集器送入计算机, 实现了污垢热阻的在线自动监测。
1.3 检测和控制参数1、温度：包括实验管流体进口（20~40℃）、出口温度（20~80 ℃）、实验管壁温（20~80 ℃）以及水浴温度（20~80 ℃）；2、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm~500mm；3、流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5~4m3/h；4、差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0~50mm水柱。
第2章温度的测量和控制2.1 实验管流体进出口温度测量和控制2.1.1 检测方法设计及依据该实验管流体的进口温度为20~40℃，出口温度为20~80℃，属于低温的范围，实验管径较小，为Φ25mm，不宜使用体积较大的测温仪器，并且在测量时，根据实验管的情况，也不宜使用较复杂的测温仪器，在测量时，应使用价格较低、线性度较好的测温仪器，综上考虑，应选择分度号为Cu50的铜热电阻，适合-50~+150℃的温度测量，符合设计要求。
2.1.2 仪表种类选用及依据由给定的参数可知，试验管流体进口温度为20℃~40℃，出口温度为20~80℃，温度范围小，此两处的温度比较低，测量不便，适合测量此段温度的主要有液体膨胀式、双金属、热电偶及热电阻等温度传感器，而我们的实验设备有上位机采集信息，所以最好选用热电偶或者热电阻。
选用WZCK-230型号的热电阻，即为固定螺纹式，防水式，保护管为Φ6mm的铠装式铜热电阻，如下图图2-1-1 WZCK-230热电阻图2-1-2 WZCK-230螺纹铜热电阻主要由接线盒、保护管、接线端子、绝缘套管和感温元件组成。
工业用铜热电阻可直接和二次仪表相连接使用。
可以测量各种生产过程中从-200℃至420℃范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。
工业用热电阻作为测量温度的传感受器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。
它可以直接测量各种生产过程中从-200℃至420℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。
由于铜热电阻具有良好的电输出特性，可为显示仪、记录仪、调节器、扫描器、数据记录仪以及计算机提供准确的温度变化信号。
其参数见下表：表2-1-1 WZCK-230热电阻参数表2-1-2 热电阻长度规格热电阻采用三线制接法。
采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。
这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。
热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。
采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。
图2-1-3 热电阻三线制接法2.1.3 测量注意事项1、热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换；2、测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)；3、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换，应合理选择测点位置，尽量避免在阀门，弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻；4、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电阻应该有足够的插入深度。
2.1.4 误差产生原因1、分度误差。
该误差取决于材料纯度和加工工艺；2、通电发热误差。
由于电阻通电后会产生自升温现象，从而带来测量误差。
该误差无法消除，但可用规定最大电流<6mA，传热条件好来尽可能减小；3、线路电阻不同或变化引入的测量误差。
可通过串联电位器调整，此外规定三线、四线接线方波等也能减小误差；4、附加热电动势。
电阻丝与引线接点处构成热偶，若节点温度不同将产生附加热电动势，对于测量回路可能产生影响。
可通过接点靠近，同温等办法减小或消除。
2.2 实验管壁温度测量和控制2.2.1 检测方法设计及依据由测量情形可知管壁温度用一般的热电偶和热电阻都不易测量，测温环境要求测温仪器可以附着在管壁表面，需要在测温点将水浴与管壁分开，面积又不能太大，否则影响换热。
经过综合考虑，选择了薄膜铂热电阻。
工业用薄膜铂热电阻作为新一代的温度测量和调节传感器，通常用来和显示仪表等配套，以直接测量各种生产过程中-79℃～600℃范围内液体，蒸汽和气体介质及固定表面等温度，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上，膜厚在2μm以内，用玻璃烧结料把Ni(或Pd)引线固定，经激光调阻制成薄膜元件。
绕线铂电阻(陶瓷、玻璃、云母)：用φ0.02～0.04 ㎜高纯铂丝绕制而成。
2.2.2仪表种类选用及依据选用日本生产的CRZ-2005-1000-A薄膜铂热电阻，分度号为Pt1000，见下图，图2-2-1 薄膜铂热电阻薄膜铂热电阻的优点，已成为铂热电阻元件的主体，其鲜明的优点体现如下：1、体积细小目前最小尺寸的薄膜铂热电阻元件，其宽度为3μm，长度1.6mm，厚度为0.6mm;2、响应时间快在τ0.5的条件下，水流速V=0.2m/s时仅为0.05s，空气流速V=1m/s 时仅为4s;3、一致性好自动化的生产和检测线，使元件具有良好的一致性;4、机械性能好抗震、抗振动等机械性能明显优于绕丝类铂热电阻元件;5、精度高除常规的B级、A级外，还可提供1/3B级及1/10B级精度的元件;6、测温范围宽从-196℃到1000℃的薄膜铂热电阻元件已经出现并投入应用，最高温度达到1250℃的产品已在研发，不久将可面市;7、结构多样化从传统的带引线结构，到无引线的SMD产品以及适应于各种特殊领域的特殊结构的产品已经面市;8、长期稳定性好在元件的极限温度工作超过1000小时后，其电阻值的变化<0.02%;9、标称阻值多从Pt6.8到Pt10k的产品均已投入市场;10、价格便宜由于元件用铂量大幅度减少并采用自动化生产，使得薄膜铂热电阻元件的价格逐步走低，A级精度的元件价格将低于10元/支;其参数见下表：2.2.3 测量注意事项1、直接使用元件或制成温度传感器测温时，避免超过测温量程，短时间内虽不会损坏亦影响产品寿命和精度；2、用CRZ元件组装温度传感器时，在使用高温固化环氧胶灌封时，应注意其在固化过程中应力的变化，否则可能损坏元件(一般为开路)；在使用氧化镁或氧化铝充填过程中，应避免元件直接接触保护管尖锐的内表面，否则在振动过程中，有可能使元件的瓷片边缘破损，造成元件开路损坏；3、在制作温度传感器时，必须保证灌封材料的高度绝缘性能，否则会导致产品的电气绝缘性能降低，并且影响元件的测试数据，一般会导致测试电阻值偏低。
2.2.4 误差产生原因1、由于薄膜铂热电阻元件的工作电流较小，因此，由于工作电流而产生偏差，使测量造成误差，且工作电流的大小与产生的温度偏差成正比；2、引线的长短、材质的不同，引线在不同的环境温度下电阻值也发生变化；3、测量线路和显示仪表的误差。
