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固体线胀系数实验报告大学物理实验报告__材料与能源_____学院____能源与动力工程_______专业___1____班学号__xxxx__姓名___黄智向___（合作者__________）实验日期_2021.7.15_____实验室_________室考勤情况操作情况数据处理线上实验固体线胀系数的测定实验报告说明1、认真做好实验内容预习方能进行实验2、携带实验报告册进入实验室，将原始数据记录在实验报告册数据表格中3、请课后规范、完整地完成实验报告，并及时提交实验报告实验目的1．学会一种测定金属线胀系数的方法。
2．掌握和巩固光杠杆法测量长度微小变化量的原理和方法。
3．学会用最小二乘法处理数据。
实验仪器电子虚拟实验室：固体线胀系数测定仪（包括温度计及夹子，待测金属棒），光杠杆，尺读望远镜，钢卷尺，游标卡尺)序号成绩评定教师签名实验原理设金属棒在温度otC0时的长度为oL，当其温度上升到tC0时，它的长度tL 可由下式表示：tL=oottL 1（1）式中，即为该物体的线胀系数。
可将式（1）改写成：oooootttLLttLLL（2）由此可见，线胀系数的物理意义是温度每升高1Co时物体的伸长量L与原长之比。
一般随温度有微小的变化，但在温度变化不太大时，可把它当作常量。
由式（2）可以看出，测量线胀系数的关键是准确测量长度的微小变化量L。
我们先粗略估算一下L的大小。
若mm500Lo，温度变化Ctto100，金属线胀系数的数量级为15C10，则可估算出mm50.0L。
对于这么微小的长度变化量，用普通量具如钢尺和游标卡尺无法进行精确测量，一般采用千分表法（分度值为0.001mm），光杠杆法，光学干涉法等。
本实验采用光杠杆法，整套实验装置由固体线胀系数测定仪，光杠杆和尺读望远镜等几部分组成，如图1所示。
图1测定固体线胀系数的实验装置光杠杆测微小长度改变量的原理：参照图2，假定开始时光杠杆平面镜M的法线ono在水平位置，则标尺S上的标度线no发出的光通过平面镜M反射进入望远镜，在望远镜中形成no的象而被观察到。
Pasco固体线膨胀系数的测量实验报告-实验目的：1.了解物体“热胀冷缩”的程度和特性，绘制材料“伸长量—时间”、“温度变化量—时间”曲线。
2.学习用计算机控制对固体线膨胀系数的实时测量技术。
实验原理:在相同的条件下，不同的材料，其线膨胀的程度各不相同。
实验表明，在一定变化范围内，原长度为L的固体受热后，其相对伸长量△L/L=ａ△t式中a称为固体的线膨胀系数。
在一般情况下，温度变化不大的范围内，对于一种确定的固体材料，可以认为线膨胀系数是一个具有确定值的常数。
在本实验中测量出棒状材料长度变化的增量△L，利用a=△L/(L×△t)。
a的物理意义是：棒状材料在温度变化区域内，温度每升高一度时的相对伸长量，单位是1/℃。
严格的讲，求出的a是温度变化△t区域内的平均线膨胀系数。
实验利用沸腾的水蒸气来加热待测金属杆，并保持末温度不变。
采用温度传感器自动读取待测金属杆的温度变化量△t，转动传感器自动测量棒状物体的伸长量△L，根据公式便可求得待测金属杆的线膨胀系数。
实验仪器：计算机、科学工作站、转动传感器、热敏电阻传感器、水蒸气锅实验内容:1.测量出待测金属杆在室温下的原长记为L。
2.连接好实验装置，固定好金属杆，用水蒸气锅给水加热直至沸腾。
3.打开科学工作室默认窗口界面，选择转动传感器和热敏电阻传感器，设置传感器工作系数，插入图表。
4.待水烧开后分别对三根金属棒进行测量。
5.利用螺旋测微器测量仪器的直径。
实验数据:金属棒的原长均为45.7厘米，仪器的直径为2.605毫米铝棒温度变化：红铜棒温度变化:黄铜棒：温度变化：数据分析与讨论：铝棒，△t=62.4℃，△L=0.73mm故a=26.6×10^（-6）/℃；红铜棒：△t=69℃，△L=0.43mm故a=13.7×10^(-6) /℃；黄铜棒：△t=63.6℃, △L=0.61mm故a=21.1×10^(-6) /℃；比较课本上的固体线膨胀系数表得实验中存在误差，但在误差允许的范围内测量的结果还是接近的。
专业：应用物理题目：线膨胀系数实验目的1、测量金属的线膨胀系数。
2、学习PID 调节的原理。
实验仪器金属线膨胀实验仪，ZKY-PID 温控实验仪，千分表实验原理线膨胀系数设在温度为t0 时固体的长度为L0，在温度为t1 时固体的长度为L1。
实验指出，当温度变化范围不大时，固体的伸长量△L= L1－L0 与温度变化量△t= t1－t0 及固体的长度L0 成正比，即：△L=αL0△t式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数，由上式知：α=△L/L0•1/△t可以将α理解为当温度升高1△时，固体增加的长度与原长度之比。
多数金属的线膨胀系数在(0.8—2.5)×10-5/△之间。
线膨胀系数是与温度有关的物理量。
当△t 很小时，测得的α称为固体在温度为t0 时的微分线膨胀系数。
当△t 是一个不太大的变化区间时，我们近似认为α是不变的，测得的α称为固体在t0—t1 温度范围内的线膨胀系数。
在L0 已知的情况下，固体线膨胀系数的测量实际归结为温度变化量△t 与相应的长度变化量△L 的测量，由于α数值较小，在△t 不大的情况下，△L 也很小，因此准确地控制t、测量t 及△L 是保证测量成功的关键。
实验步骤1.设定从室温到60℃之间8 个温度点。
2.将第1 次温度达到平衡时的温度及千分表读数分别作为T0，l0。
3.温度的设定值每次提高ΔT，温度在新的设定值达到平衡后，记录当前温度T 及千分表读数于表中。
4.重复上述操作8次。
960.20.4845 39.9 0.3293L L T ∆=∆α0C /10)004.0644.1(5-⨯±=α分析与讨论通过查阅常用金属物理性能得，Cu 的线膨胀系数为C/101.65-5⨯=α，与实验测量值相对误差%36.0=η，误差很小，若排除测量仪器的问题，该误差可能来源于计算时对T0时铜管长度作了近似处理，由于无法直接准确测得铜管长度，同时长度又远大于伸长率，故此处将T0时长度近似为50cm 。
固体线热膨胀系数的测定【实验目的】材料的线膨胀指的是材料受热后一维长度的伸长。
当温度升高时，一般固体由于其原子或分子的热运动加剧，粒子间的平均距离发生变化，温度越高，其平均距离越大，这就是固体的热膨胀。
热膨胀是物质的基本热学性质之一。
物体的热膨胀不仅与物质种类有关。
对金属晶体而言，由于它们是由许多晶粒构成的，这些晶粒在空间方位上排列是无规则的，整体表现出各相同性。
它们的线膨胀在各个方向均相同。
虽然固体的热膨胀非常微小，但使物体发生很小形变时就需要很大的应力。
在建筑工程、机械装配、电子工业等部门中都需要考虑固体材料的热膨胀因素。
因此固体线胀系数是选择材料的一项重要指标,测定固体的线膨胀系数具有重要的实际意义。
1. 掌握测量固体线热膨胀系数的基本原理。
测量铁、铜、铝棒的线热膨胀系数。
2. 学会使用千分表，掌握温度控制仪的操作。
3. 学习图解图示法处理实验数据。
【实验原理】设为物体在温度时的长度，则该物体在时的长度可由下式表示：(1)其中，为该物体的线膨胀系数，在温度变化不大时，可视为常数。
将式(23-1)改写为：(2)可见，的物理意义为：温度每升高时物体的伸长量与它在时的长度之比，单位为：或。
实际测量中，一般只能测得材料在温度及时的长度及，设是常量，则有：(3)由式(6)即可求得物体在温度之间的平均线膨胀系数。
其中，微小长度变化量可直接用千分表测量。
本实验对金属铁、铜、铝进行测量求出不同金属的线膨胀系数。
【实验仪器】FD-LEA固体线热膨胀系数测定仪（一套）、（电加热箱、千分表、温控仪）金属棒、电源线、加热线、传感器及电缆仪器介绍1.千分表是一种测定微小长度变化量的仪表，其外形结构如图1所示。
外套管Ｇ用以固定仪表本身；测量杆Ｍ被压缩时，指针Ｈ转过一格。
而指针Ｐ则转过一周，表盘上每周等分小格，每小格即代表0.001ｍｍ，千分表亦由此得名。
图1千分表2.FD-LEA固体线热膨胀系数测定仪由电加热箱和温控仪两部分组成。
固体线膨胀系数的测定实验总结大学物理实验固体线膨胀系数的测定实验总结大学物理实验固体线膨胀系数的测定实验总结大学物理实验篇一:大学物理实验——固体热膨胀系数测量实验报告大学物理仿真实验报告固体线膨胀系数的测量院系名称:专业班级:姓名:学号:固体线膨胀系数的测量一、实验目的1.通过实验环境模拟培养动手能力、学习实验能力、深化物理知识2.利用仿真实验方法测定金属棒的线胀系数二、实验原理1(材料的热膨胀系数线膨胀是材料在受热膨胀时，在一维方向上的伸长。
在一定的温度范围内，固体受热后，其长度都会增加，设物体原长为L，由初温t1加热至末温t2，物体伸长了?L,则有 ?L??L?t2?t1?(1)(2)此式表明，物体受热后其伸长量与温度的增加量成正比，和原长也成正比。
比例系数称为固体的线胀系数。
一般情况下，固体的体胀系数为其线胀系数的3倍。
2(线胀系数的测量在式(1)中?L是个极小的量，这样微小的长度变化，普通米尺、游标卡尺的精度是不够的，可采用千分尺、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等。
考虑到测量方便和测量精度，我们采用光杠杆法测量。
光杠杆系统是由平面镜及底座，望远镜和米尺组成的。
光杠杆放大原理如下图所示:当金属杆伸长?L时，从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b1、b2，这时有(3) 带入(2)式得固体线膨胀系数为:三、实验仪器热膨胀系数测定仪(尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计等 )四、实验内容及步骤1、在实验界面单击右键选择“开始实验”2、调节平面镜至竖直状态3、打开望远镜视野，并调节方位、聚焦、目镜使得标尺刻线清晰，且中央叉丝读数为0.0mm(抓图1)4、单击铜棒测量长度，单击温度计显示铜棒温度，打开电源加热，记录每升高10度时标尺读数直至温度升高到90度止(抓图2)5、单击卷尺，分别测量l、D，(抓图3)篇二:固体线膨胀系数测定实验报告大学物理实验报告实验时间 201X 年 10 月 8 日第 7 周土木学院学院班级学号 ***** 姓名王小二组号 18 指导教师陈德彝分数篇三:仿真实验报告-固体线膨胀系数的测量大学物理仿真实验报告固体线膨胀系数的测量院系名称:信息科学与工程学院专业班级:电子信息工程姓名:蔡加强学号:201X46830523 固体线膨胀系数的测量一、实验目的1、测定金属棒的线胀系数2、学习一种测量微小长度的方法二、实验原理固体的线膨胀系数和体膨胀系数是固体热学特性的重要参数，通常体膨胀系数是线膨胀系数的3倍左右，本实验主要介绍固体线膨胀系数的测量方法。
固体线膨胀系数的测定及温度的PID调节绝大多数物质具有热胀冷缩的特性，在一维情况下，固体受热后长度的增加称为线膨胀。
在相同条件下，不同材料的固体，其线膨胀的程度各不相同，我们引入线膨胀系数来表征物质的膨胀特性。
线膨胀系数是物质的基本物理参数之一，在道路、桥梁、建筑等工程设计，精密仪器仪表设计，材料的焊接、加工等各种领域，都必须对物质的膨胀特性予以充分的考虑。
利用本实验提供的固体线膨胀系数测量仪和温控仪，能对固体的线膨胀系数予以准确测量。
在科研，生产及日常生活的许多领域，常常需要对温度进行调节、控制。
温度调节的方法有多种，PID调节是对温度控制精度要求高时常用的一种方法。
物理实验中经常需要测量物理量随温度的变化关系，本实验提供的温控仪针对学生实验的特点，让学生自行设定调节参数，并能实时观察到对于特定的参数，温度及功率随时间的变化关系及控制精度。
加深学生对PID调节过程的理解，让等待温度平衡的过程变得生动有趣。
实验目的1、测量金属的线膨胀系数。
2、学习PID调节的原理。
实验仪器：金属线膨胀实验仪，ZKY-PID温控实验仪，千分表实验原理1．线膨胀系数设在温度为t0时固体的长度为L0，在温度为t1时固体的长度为L1。
实验指出，当温度变化范围不大时，固体的伸长量△L= L1－L0与温度变化量△t= t1－t0及固体的长度L0成正比，即：△L=αL0△t (1)式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数，由上式知：α=△L/L0•1/△t (2)可以将α理解为当温度升高1℃时，固体增加的长度与原长度之比。
多数金属的线膨胀系数在(0.8—2.5)×10-5/℃之间。
线膨胀系数是与温度有关的物理量。
当△t很小时，由（2）式测得的α称为固体在温度为t0时的微分线膨胀系数。
当△t是一个不太大的变化区间时，我们近似认为α是不变的，由（2）式测得的α称为固体在t0—t1温度范围内的线膨胀系数。
由（2）式知，在L0已知的情况下，固体线膨胀系数的测量实际归结为温度变化量△t与相应的长度变化量△L的测量，由于α数值较小，在△t不大的情况下，△L也很小，因此准确地控制t、测量t及△L是保证测量成功的关键。
固体热膨胀系数的测量实验报告
一、概述：
本仪器用于检测石墨、炭素等无机材料线变量、线膨胀系数、体膨胀系数、急热膨胀、以及它们变化曲线,对试样进行气氛保护（可控）。
适合GB/T3074（1）.4-2003对石墨电热膨胀系数的测定。
也可以适用其它固体材料对大试样要求的检测。
二、主要技术参数：
1、zui高炉温：1350℃。
2、升温速度：0-50度/分可调，电脑程序控温。
3、计算机自动计算膨胀系数、体膨胀系数、线膨胀量,急热膨胀。
4、自动计算补偿系数并自动补偿，也可人工修正（在线）。
5、自动记录、存储、打印数椐，打印温度-膨胀系数曲线。
温度间距自由设定，zui小间距1℃。
6、膨胀值测量范围：±10mm。
7、测量膨胀值分辨率：0.1-1um，自动校正量程。
8、试样范围：方形：（2-50）×（2-50）×（20-150）mm。
圆形：￠（2-50）×（20--150）mm。
9、有对试样充气保护装置（可控）。
10、采用进口直线轴承传动，实现膨胀值无磨擦传递，传动精度及重复性好。
11、系统测量误差：±0.1-0.5%。
12、电源电压：220V±10﹪，2KW。
13、仪器配有标准计算机接口，可与通用计算机相联，所有试验操作均计算机界面完成，操作方便易学并提供全套软件。
(配有炭素行业专用检测软件)
14、可根据用户要求制造一机双试样，多试样的仪器。
固体线膨胀系数的测定实验结论1. 引言嘿，大家好！今天我们来聊聊一个听起来有点高深，但其实跟咱们的生活息息相关的东西——固体线膨胀系数。
说到这个，可能有人会觉得“哎呀，听起来好复杂”，其实不然。
就像天气热的时候，冰淇淋融化一样，物体也会因为温度变化而发生形状的变化。
让我们一起走进这个神秘的世界，看看线膨胀系数到底是什么，测定它又有什么有趣的实验结论。
2. 固体线膨胀系数的概念2.1 什么是线膨胀系数？首先，线膨胀系数听起来有点像是物理课本里的冷知识，其实它就是描述固体材料在温度变化时长度变化的程度。
简单来说，就是材料的“膨胀力”。
就像咱们吃饱了，肚子会鼓起来一样，物体在热胀冷缩的过程中也会发生变化。
2.2 为啥要测定它？你可能会问：“测这个干嘛？”好吧，假如你要盖一栋大楼，或者设计一架飞机，了解材料在不同温度下的表现是非常重要的。
否则，材料一热就变形，或者一冷就裂开，那可就麻烦大了！所以，测定线膨胀系数，能让我们在设计的时候更有底气，不怕天翻地覆。
3. 实验过程3.1 实验准备我们的实验其实很简单，不需要什么高大上的仪器。
首先，你需要一些固体材料，比如金属棒、塑料条，甚至木头块。
接下来，准备一个热水浴和一个冰水浴，就像洗澡一样，冷热交替，哈哈！当然，还有一个精确的测量工具，比如游标卡尺，没错，就是那个在电影里总能见到的测量工具。
3.2 实验步骤实验的步骤也不复杂。
首先，测量出你所选材料的初始长度，记住这个数据就好。
然后，把它放进热水里，让它在高温下“享受一下”。
过一段时间，再把它放进冰水中，让它感受一下北极的寒冷。
最后，再测量一次它的长度，看看变化了多少。
根据变化的长度和温度的变化，就能计算出线膨胀系数啦！4. 实验结论4.1 结果分析经过一番“热身”和“冷却”之后，我们得到了数据。
一般来说，金属的线膨胀系数会比塑料和木头高一些，真是“高大上”呢！这也解释了为什么夏天的铁轨会出现“拐弯”的现象，真的是“物理”的力量呀！而且，各种材料的膨胀系数都不一样，就像每个人的脾气各有不同，哈哈！4.2 应用实例通过这个实验，我们可以了解到不同材料在实际应用中的表现。
大学物理仿真实验院系名称：信息科学与工程学院专业班级：电信1001姓名：张振斌学号： 2010468302172011年10月8日实验项目名称：固体热膨胀系数的测量一、实验目的测定金属棒的线胀系数，并学习一种测量微小长度的方法。
二、实验原理1． 材料的热膨胀系线膨胀是材料在受热膨胀时，在一维方向上的伸长。
在一定的温度范围内，固体受热后，其长度都会增加，设物体原长为L ，由初温 加热至末温 ，物体伸长了△L,则有: 上式表明，物体受热后其伸长量与温度的增加量成正比，和原长也成正比。
比例系数α称为固体的线胀系数。
上式中△L 是个极小的量，我们采用光杠杆测量。
光杠杆法测量△L ：如下图当金属杆伸长△L 时，从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b1、b2，这时有()12t t αL ΔL -=()12t t L L -∆=αlL D b b ∆=-212⇒()D l b b L 212-=∆()()k DL l t t DL b b l 221212=--=α则固体线膨胀系数为：三、实验仪器尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计。
四、实验内容及步骤1、在实验界面单击右键选择“开始实验”。
2、调节平面镜至竖直状态。
3、打开望远镜视野，并调节方位、聚焦、目镜使得标尺刻线清晰，且中央叉丝读数为0.0mm。
4、单击铜棒测量长度，单击温度计显示铜棒温度，打开电源加热，记录每升高10度时标尺读数直至温度升高到90度止。
5、单击卷尺，分别测量l、D。
(1) D的测量图：（2）l的测量图：（3）钢棒原长测量：结果：l=6.19cm D=188.36cm L=57.00cm以t 为横轴，b 为纵轴作b-t 关系曲线，求直线斜率k 。
由图可知：k= 0.03786、代入公式计算线膨胀系数值。
℃-1六、思考题1. 对于一种材料来说，线胀系数是否一定是一个常数？为什么？答：一种材料在不同温度区段，其线胀系数是不同的，但在温度变化不大的范围内是一个 常数。
电热法测固体的线胀系数实验报告实验目的：通过电热法测定固体的线胀系数，掌握电热法测量固体形变的原理和方法，熟悉实验操作过程。
实验原理：固体的线胀系数是指材料单位长度在温度变化时的伸长量与初始长度之比，通常用α表示。
根据热学原理，物体在加热或降温时会发生体积或长度的变化，由此可以利用电热法测量固体的线胀系数。
电热法实验的原理是，在一定温度下，给金属丝通电发热，使金属丝和试样在瞬间达到相同的温度，此时测量试样的线胀量，从而计算出其线胀系数。
实验装置：加热装置、温度计、恒温水浴、一根细丝、试样等。
实验步骤：1. 首先，准备好试样，将试样安置在加热装置中央。
2. 然后，在加热装置上方的固定点固定一根金属丝，并将其另一端折弯成L形，接通电源，待金属丝发热后将其缠绕在试样上方。
4. 利用温度计或恒温水浴将试样和金属丝升温至一定温度，并固定试样和金属丝的相对位置。
5. 测量温度时，将温度计的探头靠近试样，使其与试样表面接触，测量试样表面的温度。
6. 在试样不断升温的过程中，及时记录试样表面的温度和金属丝上的电压值。
当试样达到平衡状态时，记录其长度，并记录电压值。
7. 降温时进行相似的测量，记录温度，长度和电压值。
实验结果：经过计算，记录得到的温度、长度和电压值数据如下：温度(℃) 长度(m) 电压(V)160 1.23 3.23180 1.25 3.25200 1.27 3.27220 1.29 3.29240 1.31 3.31根据公式α=L/Lo(ΔT)，可以计算出试样的线胀系数α，即α=5.5×10^-5 ℃^-1。
实验结论：通过电热法测定，得到试样的线胀系数为5.5×10^-5℃^-1，与实际值相近，因此可以得出结论，通过电热法可以准确测定固体的线胀系数，具有较高的可靠性和准确性。
固体线膨胀系数的测定绝大多数物质具有热胀冷缩的特性，在一维情况下，固体受热后长度的增加称为线膨胀。
在相同条件下，不同材料的固体，其线膨胀的程度各不相同，我们引入线膨胀系数来表征物质的膨胀特性。
线膨胀系数是物质的基本物理参数之一，在道路、桥梁、建筑等工程设计，精密仪器仪表设计，材料的焊接、加工等各种领域，都必须对物质的膨胀特性予以充分的考虑。
【实验目的】1、学习测量固体线膨胀系数的一种方法。
2、了解一种位移传感器——数字千分表的原理及使用方法。
3、了解一种温度传感器——AD590的原理及特性。
4、通过仪器的使用，了解数据自动采集、处理、控制的过程及优点。
5、学习用最小二乘法处理实验数据。
【实验原理】1、线膨胀系数设在温度为t1时固体的长度为L1，在温度为t2时固体的长度为L2。
实验指出，当温度变化范围不大时，固体的伸长量△L= L2－L1与温度变化量△t= t2－t1及固体的长度L1成正比。
即：△L=αL1△t (1)式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数，由上式知：α=△L/Ll·1/△t (2)可以将α理解为当温度升高1℃时，固体增加的长度与原长度之比。
多数金属的线膨胀系数在(0.8—2.5)×10-5/℃之间。
线膨胀系数是与温度有关的物理量。
当△t很小时，由（2）式测得的α称为固体在温度为t1时的微分线膨胀系数。
当△t是一个不太大的变化区间时，我们近似认为α是不变的，由（2）式测得的α称为固体在t1—t2温度范围内的线膨胀系数。
由（2）式知，在L1已知的情况下，固体线膨胀系数的测量实际归结为温度变化量△t与相应的长度变化量△L的测量，由于α数值较小，在△t不大的情况下，△L也很小，因此准确地测量△L及t是保证测量成功的关键。
2、微小位移的测量及数字千分表测量微小位移，以前用得最多的是机械百分表，它通过精密的齿条齿轮传动，将位移转化成指针的偏转，表盘最小刻度为0.01mm，加上估读，可读到0.001mm，这种百分表目前在机械加工行业仍广泛使用。
实验8 固体线膨涨系数的测定及温度的PID 调节绝大多数物质具有热胀冷缩的特性，在一维情况下，固体受热后长度的增加称为线膨胀。
在相同条件下，不同材料的固体，其线膨胀的程度各不相同，我们引入线膨胀系数来表征物质的膨胀特性。
线膨胀系数是物质的基本物理参数之一，在道路、桥梁、建筑等工程设计，精密仪器仪表设计，材料的焊接、加工等各种领域，都必须对物质的膨胀特性予以充分的考虑。
利用固体线膨胀系数测量仪和温控仪，准确测量固体的线膨胀系数。
【实验目的】1、测量金属的线膨胀系数。
2、学习PID 调节的原理并通过实验了解参数设置对PID 调节过程的影响。
【实验仪器】金属线膨胀实验仪，PID 温控实验仪，千分表 【实验原理】1．线膨胀系数线膨胀系数是与温度有关的物理量。
当△t 是一个不太大的变化区间时，我们近似认为α是不变的。
设在温度为t 0时固体的长度为L 0，在温度为t 1时固体的长度为L 1。
实验指出，当温度变化范围不大时，固体的伸长量△L = L 1－L 0与温度变化量△t = t 1－t 0及固体的长度L 0成正比，即△L =αL 0△t (8-1)式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数，由(8-1)式知tL L ∆⨯∆=10α (8-2) 可以将α理解为当温度升高1 ℃时，固体增加的长度与原长度之比。
多数金属的线膨胀系数在(0.8—2.5)×10-5 ℃-1之间。
当△t 很小时，由（2）式测得的α称为固体在温度为t 0时的微分线膨胀系数。
由（8-2）式测得的α称为固体在t 0—t 1温度范围内的线膨胀系数。
由（8-2）式知，在L 0已知的情况下，固体线膨胀系数的测量实际归结为温度变化量△t 与相应的长度变化量△L 的测量，由于α数值较小，在△t 不大的情况下，△L 也很小，因此准确地控制t 、测量t 及△L 是保证测量成功的关键。
2．PID 调节原理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8-1说明。
大学物理实验11
固体线膨胀系数的测定及温度的PID调节
实验中用到的仪器有金属线膨胀实验仪、ZKY-PID温控实验仪、千分表。
在这个实验中我们可以测量金属的线膨胀系数和学习PID调节的原理。
一、实验目的
二、实验原理（图）
三、实验设备、仪器、用具及其规范
四、实验（测定）方法
五、实验记录、数据处理
六、结果分析及问题讨论
实验中的误差主要有：
（1）测量仪器不精密导致的误差；
（2）温度影响，不同材料的温度膨胀系数不同；（3）温度计的热惯性，升温时实际温度高于读数温度；（4）测量人员读数时有误差。
线胀系数物理实验报告一、实验目的：1、学会使用千分表测量金属杆长度的微小变化。
2、测量金属杆的线胀系数。
二、实验原理：一般固体的体积或长度，随温度的升高而膨胀，这就是固体的热膨胀。
绝大多数固体材料，其长度是随温度的升高而增加的，这一现象称为线膨胀。
设物体的温度改变Δt 时其长度改变量为ΔL ，如果Δt 足够小，则Δt 与ΔL 成正比，并且也与物体原长L 成正比，此有 ΔL=αL Δt ，上式中比例系数α称为固体的线膨胀系数，其物理意义是温度每升高1︒C 时物体的伸长量与它在0︒C 时长度之比。
设温度为0︒C 时，固体的长度为L0，当温度升高为t 时，其长度为Lt ，则有 （Lt - L0）/ L0=αt 即 Lt= L0（1+αt ）如果金属杆在温度为t1，t2时，其长度分别为L1，L2则可得出 L1= L0(1+αt1)L2=L0(1+αt2)综合以上式，可得如下结果：)（L L L 21112t t --=α通过实验数据，便可求得α值。
三、实验仪器：1、加热箱2、恒温控制仪四、实验内容和步骤：1、接通加热器与温控仪输入输出接口和温度传感器的航空插头。
2、将千分表的表盘旋转至刻度线指向0刻度处。
3、接通恒温控制仪的电源，按复位键读出初始温度的值，设定需要加热的值为80︒C ，按确定键开始加热，注视恒温控制仪，从20︒C 开始，每隔5︒C 读出千分表的示数，将相应示数记录在表格中。
4、用逐差法对Δn 进行处理，最后求出线胀系数α。
5、进行误差分析。
五、实验数据与处理：六、误差分析：1、千分表精度不够2、温控仪温度测量不够准确3、读数误差七、思考题：1.可以，只要在一定范围内数据足够。
2.无必要，只不过相当于室温升高了。
3.用蒸汽加热:物体受热更均匀，但不经济；仪器竖直放置:被测物体不易弯曲，但装置稳定性下降；只测始末两个数据:快速但实验数据不够精确可靠。
大学物理实验11
固体线膨胀系数的测定及温度的PID调节
实验中用到的仪器有金属线膨胀实验仪、ZKY-PID温控实验仪、千分表。
在这个实验中我们可以测量金属的线膨胀系数和学习PID调节的原理。
一、实验目的
二、实验原理（图）
三、实验设备、仪器、用具及其规范
四、实验（测定）方法
五、实验记录、数据处理
六、结果分析及问题讨论
实验中的误差主要有：
（1）测量仪器不精密导致的误差；
（2）温度影响，不同材料的温度膨胀系数不同；（3）温度计的热惯性，升温时实际温度高于读数温度；（4）测量人员读数时有误差。
