发布时间 : 星期一 文章二组分固液系统相图的测定更新完毕开始阅读1b9bdf39a58da0116d174992
指数函数形式从0增加到；当阶跃信号消失后，电容上的电压将
按指数函数形式逐步降低至0。相应地，输出信号就表现为一对正负尖脉冲
信号。这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的结果，故称这种电路为微分电路。微分电路的特点就是能突出反映输入信号的跳变部分，所产生的尖脉冲信号的用途十分广泛，常用作触发器的触发信号，如可控硅的触发信号等。 5、 比例 – 积分 – 微分电路（PID调节器）
从前面的三种电路特点分析，积分电路的输出信号始终滞后于输入信号，因此有一种始终拖住输出功率的效应；而微分电路则正相反，其对于输入信号的变化及其敏感，在信号发生的初期输出最大，而又能比输出信号提前衰减。
UiRfI2R1I1R2ICCfUfRf 'CI3U0tUiU0PIDIPDt
图8.13 PID调节电路和PID输入 – 输出关系
在比例调节使系统稳定后，其实际温度值与设定温度值之间有时会有一个偏差，即调节的结果值与设置的目标值之间有一差值，专业上称之为―静差‖，静差一般为数摄氏度，可正可负。静差的大小和方向取决于全输出时加热功率的高低、环境温度或电网电压的改变和放大器电压增益的大小等多种原因。在一个自动调节系统中，静态精度要求越高，所需要的放大倍数也越大，即偏差一旦产生，放大器应立即作出强烈的调节以消除偏差。但是，放大倍数越大，越有可能造成系统不稳定，引起系统的振荡，为解决这个矛盾，可以在比例放大电
路中引入积分电路共同调节；但是，积分电路本身有滞后性，为了克服这一点，可以再加入一个微分电路以加速控制过程的进程。图8.13是一个PID放大器的电路，将比例、积分、微分这三部分的控制常数调节到合适的数值，就能对系统实现最迅速、最稳定的控制。
附录二 热电阻温度传感器：
利用金属或半导体的电阻值随温度变化的原理制成的传感器，是温度测量仪表中常用的一种温度测温元件。金属热电阻的电阻值随温度上升而增大，常用的有铂热电阻（测温范围为-200～＋850℃）、铜热电阻（-50～＋150℃）和镍热电阻（-60～＋180℃）3种。热电阻大多是用直径 0.04～0.1毫米的纯金属丝绕在片状或棒状的云母、玻璃、陶瓷或胶木骨架上制成的。在工业应用中它一般装在金属保护套管内，以防止损坏；也有做成铠装的。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。常见的接线方式有：
1、 二线制：
在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制。这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。 2、三线制：
在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的。 3、四线制：
在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方
式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。 本实验采用的热电阻分度号为Pt–100，在的电阻值与
时的电阻值之比为：
时的电阻值为
，
时
铂电阻温度计在13.81K至903.89K温度范围内可以作为体现国际实用温标的标准温度计。 与温度测量中运用得最广泛的元件：热电偶相比，热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于测温范围较窄，使其应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性，其优点包括可以远传电信号、灵敏度高、稳定性强、互换性以及准确性都比较好等，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。不过，热电阻不需要补偿导线，这一点比热电偶方便，而且比热电偶便宜。 附录三 关于铅 – 锡合金相图的说明：
铅 – 锡固液系统是典型的二组份部分互溶固液系统，图8.14是该系统的标准相图。从相图上可以看到，有三个两相区和一条三相共存线，但在两侧还各有一个固溶区，以铅为主要成分的常称为α区，以锡为主要成分的则为β区。以图中虚线所示的冷却过程为例，当合金液体冷却至开始析出固体时，并不是析出纯锡，而是析出固溶体β；继续冷却，液相组成和固相组成均会根据温度变化而不断沿液相线和固相线变化；当系统达到三相共存温度时，熔融液同时被α相和β相饱和；一旦液相干涸，系统温度将进一步降低，而两固相的组成也将分别沿自身的固相线不断变化。
一个相图的完整绘制，除热分析方法外，常需要借助其他实验手段，比如α相和β相的存在、以及各条固相线的数据等，可以用X射线衍射、化学分析或金相显微镜等技术进行测定。本实验不能完全证明固溶区的存在，可根据文献数据进行补充，以获得完整的相图。
图8.14 铅 – 锡合金的标准相图
附录四 文献值： 铋的凝固点：271.442 铅的凝固点：327.502 苯甲酸的凝固点：122.4 铅的熔化焓： 锡的熔化焓：
六、思考题
1、 各样品的步冷曲线上是否都观察到过冷现象？根据自己的实验数据分析一下过冷现象产生的规律。
2、 试从实验方法上比较测量和绘制气 – 液相图和固 – 液相图的异同点。
3、 以前的印刷工业中所用铅字在铸造时常要加入一定量的锡，这主要起什么作用？试从相图分析在铅字铸造过程中添加锡的合适浓度范围。