煤自然发火特性程序升温实验报告

煤自然发火特性程序升温实验

实验报告

姓名：

班级：

学号：

2011年12月

一、实验目的与要求

（1）了解煤自然发火特性测定的意义；

（2）掌握煤样制备的方法；

（3）掌握程序升温实验系统使用方法；

（4）掌握煤自然发火特性程序升温实验的原理和方法

二、实验原理

煤自然发火是由于煤与氧接触时发生化学吸附和化学反应放出热量，当放出热量大于散发的热量时，煤温上升而导致发火。煤低温自然发火实验就是该过程的模拟，即在实验条件下，依靠煤自身氧化放热升温，考察其煤温、氧气消耗量、一氧化碳产生量以及其它气体的变化规律。

程序升温实验的原理就在于：通过模拟煤炭低温氧化自燃过程的升温条件和环境，在该模拟出的实验过程中测定煤样随环境程序温升过程中一氧化碳、二氧化碳、甲烷等生成气体的浓度及产生率等特征参数的量值及变化等，同时根据实验结果分析煤样的临界温度、加速氧化温度等极限参数以及其它物化参数，从而全面考察该煤样的自燃特性。

程序升温实验的优势就在于：它可以极大地缩短实验周期（一般一个试样的实验周期为一天，约为煤自然发火实验周期的1%以下），同时可以大大减少实验用样量（每次实验需要煤样1kg左右，约为煤自然发火实验用样量的0.5‰）；另外该实验还具有可重复性强的特点。

三、实验设备

本实验采用了XCT-0型程序升温实验装置。XCT-0型程序升温实验台测量比较准确，而且可以持续升温达到350℃，延长了观察温度，为全面了解煤自燃氧化过程提供了全面的依据。

程序升温实验装置包括供气系统、程序升温系统和气样分析系统三部分。供气系统包括压缩空气瓶、减压阀、玻璃转子流量计及显示仪表，并用乳胶管依次连接；程序升温系统包括恒温箱及程序升温控制设备，箱内安装螺旋形预热管和试样罐，温度控制精度为0.1℃；气样分析系统包括气袋和分析仪器。

煤自然发火实验过程中的煤体升温速度主要由煤体本身自燃特性、煤样在实验台内的堆积状态、实验供风强度和散热条件等决定。实验装置设计通过模拟煤炭低温氧化自燃过程的升温条件和环境，在该实验条件下能测定煤样随环境程序温升过程中一氧化碳、二氧化碳、甲烷等生成气体的浓度及产生率等特征参数的量值及变化，从而全面考察该煤样的自燃特性。设计实验装置及实物图如下图（1-1）所示：

1.空气瓶；

2.减压阀；

3.玻璃转子流量计；

4.程序升温控制箱

5.进气预热紫铜管；

6.煤样罐；

7.出气紫铜管；

8.热电偶温度测量仪；

9.气袋；

图1-1程序加热升温实验系统及实物图

（1）试管及控温部分

为了能反映出煤样的动态连续耗氧过程和气体成分变化，按照与大煤样试验的相似条件，推算出试验管面积为78.5cm2时，最小供风量为：

47.2~94.4/min Q Q ml =?

=小

小大大

S S （1-1） 式中 Q 小，S 小——分别指试管的供风量，mL/min ，断面积cm 2；

Q 小/S 小——试管的供风强度，cm 3/(min·cm 2)；

Q 大，S 大——分别为大试验台的供风量，0.1~0.2m 3/h ，断面积，0.2826m 2； Q 大/S 大——大试验台的供风强度，cm 3/(min·cm 2)。

一般煤样常温时最大耗氧速度小于103210/()mol cm s -??，确定试管装煤长度20cm ，气相色谱仪分辨率为0.5%（即最大氧浓度为20.89%），为了试管煤样入口和出口之间的氧浓度之差能在矿用气相色谱仪分辨的范围之内，最大供风量为：

100max

003()21078.5200.5

60/min 191.3/min 0.2121ln ln 22.41020.89V T S L f Q ml ml C C C -??

???????????==?=?????? ? ??????????

小

（1-2）

因此，实验供风量范围在47.2~191.3ml/min 之间。

当流量为47.2~191.3ml/min 时，气流与煤样的接触时间为：

/ 3.7~17.32min t L f S Q =??=小 （1-3）

式中L ——煤样在试管内的高度，cm ；

f ——孔隙率，%； S 小——试管断面积，cm 2；

Q ——供风量，cm 3

/min 。

试管是用钢制管材机加工而成，直径10cm ，长25cm ，试管两端都有盖，与管的主体螺纹管式连接，并在两端距盖顶2cm 处设有网眼状托片，用来托住煤样。为了保证实验过程中的气密性，在煤样试管两端底部糊上水泥，并在螺纹上缠满耐高温生料带。两端管盖上都有铜制连通螺母，方便连接气路，拆装及清洗方便。煤样试管实物如图（1-2）所示：

图1-2煤样试管实物图

在控温方面，为了达到试验目的，使实验模拟结果与现实情况更加接近，要求煤样的升温是按照预先设定的升温幅度来进行，即程序升温，温度线性变化对于利用实验数据结果来预测和预报煤层自然发火提供了依据。

本实验采用的是上海圣欣科学仪器公司生产的XCT-0型程序升温箱用来对煤样试管进行加热。升温箱实物如图（1-3）所示：

图1-3程序升温箱实物图

为了使进气温度与煤样温度基本相同，在程序升温箱内盘旋放置外径6mm，内径3.65mm，长度2m铜管，气流先通过螺旋管（如图1-4）预热后再进入煤样。

图1-4螺旋空气预热管实物图

在实验过程中发现试管松散煤样导热性很差，在实验前期（100℃以下），炉膛升温速度快而试管内煤样升温速度很慢，实验测定时，探头显示的温度基本上是煤样最低温度，煤样升温滞后于程序升温箱内温度，在实验后期（100℃以上），煤氧化放热速度加快，煤样内温度超过程序升温箱温度，探头显示的温度基本上是煤样的最高温度，温度测量装置是数字热电偶，热电偶为TM-902C型，工作电压为直流9V。测量温度范围为-50℃~1300℃，测量精度为±1℃。它由热电偶线连接到实验试管内部，可以检测实验样品的实际温度。热电偶如图1-5所示：

图1-5热电偶

（3）气路系统

通入空气由高压空气瓶（图1-6）提供，通过减压阀减压后，调节进气管的压力保持在0.1MPa的压力，玻璃转子气体流量计图（1-7）来检测和调节实验供气流量。

实验过程中，为了使进气温度与煤样温度基本相同，在程序升温箱内盘旋放置2m铜管，气流先通过螺旋管预热后再进入煤样。为了保证进气管的气密性，热电偶通过紫铜管钻孔进入煤样试管，后用耐高温生料带缠紧钻孔，再用软铁丝

紧固。

图1-6空气瓶图1-7 玻璃转子气体流量计

（4）气体采集及分析部分

图1-8气袋图1-9 气体收集

试管内煤样采用空气瓶压入式供风，控制流量为100ml/min，气体压力为0.1MPa，收集采样采用集气袋，气袋容积为500mL。通过出气紫铜管末端的胶管与气袋直接对接，集气时间为5分钟。

实验试管内采用压入式供风将空气混合气体送向煤样，经试管煤样反应后通过排出气体管路排出，然后由医用注射器取气，注入由GC-1100型高精度气相色谱分析仪进行气体成份分析。

当待测气体被注入色谱仪后，经过色谱柱发生吸附、脱附溶解等过程后，各组分发生分离，被分离的组份顺序进入检测器系统，由检测器转换为电信号送至记录仪或积分仪绘出色谱图，并得到相关成分的浓度参数。

GC-1100气相色谱分析仪可以对O

2，N

2

，CO，CO

2

，CH

4

，C

2

H

2

，C

2

H

4

，C

2

H

6

等进

行一次进样全分析，主要技术参数为：

表1-1 GC-1100气相色谱分析仪主要技术参数

柱恒温箱（COL）

控温范围50℃～399℃

控温精度±0.1℃

温度梯度±1.5%

汽化室（INJ）

温度范围50℃～350℃

控温精度±0.1℃

检测器

热丝温度范围0℃～300℃增量10℃

图1-10 GC-1100气相色谱分析仪

四、程序升温实验条件及过程

实验条件按照中华人民共和国安全生产行业标准AQ/T1019-2006《煤层自然发火标志气体色谱分析及指标优选方法》规定安排。

将原煤样在空气中破碎并筛分，取粒度0~0.9mm、0.9~3mm、3~5mm、5~7mm、7~10mm部分各20%混合。试管装煤高度一般为20cm，装煤体积为1350cm3，实验煤量一般是1.0kg。程序升温试管中供气流量是100mL/min，供气氧浓度体积比

浓度为20.95％（空气），升温速率为室温~110℃：0.5℃/min；110~210℃：1℃/min；210~330℃：2℃/min。

图1-11种粒径煤样图1-12 装煤混合

气体每升高20℃取一次气体，本实验在室温~110℃采样5次，同样在110~210℃进行5次采样，在210~330℃采样6次，总共采样16次，采样温度分别为：30℃、50℃、70℃、90℃、110℃、130℃、150℃、170℃、190℃、210℃、230℃、250℃、270℃、290℃、310℃、330℃。根据得到的数据绘制曲线图，最后进行煤样耗氧速度分析以及气体产生速率的分析。

五、实验流程和步骤

（1）填装试样。使用电子天秤取待测混合粒径煤样约1kg左右（准备两份相同质量的混合粒径煤样），一份装入试管，在煤样试管两端用螺丝扣紧固，在煤样试管两端与进出气路接合处均用耐高温生料带密封。测试试管气密性良好。

（2）连接装置。检查电源连接情况、温度控制系统和供气系统的连接情况，保证电路的正确连通；将煤样试管垂直置入程序升温箱主体中，在煤样试管进气紫铜管内接出热电偶线后将螺丝扣紧固密封；用胶管和紫铜管依次连接好空气气瓶、流量计、进气以及出气管路。调节所需气体流量，检测气路的通常情况，准备开始实验。

（3）调节温度。根据实验需要，通过温度控制表进行升温程序设置。温度的变化是会对原始煤样氧化过程产生较大影响的另外一个量，其与煤氧化速率同样呈非线性的关系，煤氧化反应速率符合阿仑乌尼斯公式，煤分子表面活性结构的活泼性随温度的变化而变化，温度越高，反应速度越快，有研究表明，温度每升高10℃，该反应速度将升高一个数量级。所以，保证每次实验的程序升温速度相同，使得实验结果可比性增强。同时为在控温设备精度范围内，保证升温均匀、缓慢，控制升温速度为室温~110℃：0.5℃/min；110~210℃：1℃/min；

210~330℃：2℃/min。打开电源控制开关及程序加温开关，设备开始根据升温程序设定值控制升温。

（4）收集气体。每次将取得气体送入集气袋取气，同时将实验过程中观察到的所有现象进行记录。

（5）整理数据。将收集的气体进行气相色谱分析，数据输入到计算机进行存档，并进行相关的图表绘制，从中对其所体现的规律进行分析。

（6）实验结束。将温度控制箱各开关关闭，切断电源，待温度在自然状态下降至室温后再打开程序升温箱，取出并打开试管，取出试样，对试管进行清理，以方便下次实验。

六、实验数据的记录与整理

表 1-2 程序升温实验条件

粒度平均粒径煤重煤体积容重

煤样

mm mm g cm3g/cm3煤样1混合粒径

煤样2混合粒径

煤样3混合粒径

煤样4混合粒径

表1-2 升序升温实验数据

温度CO CO2CH4O2

30

50

70

90

……

290

310

330

七、实验报告内容

（1）实验名称、目的、内容、步骤

（2）实验结果

（3）结果计算和评价

八、思考题

（1）煤自燃的危害是什么？测定煤自然发火特性的意义是什么？

（2）为何要设计预热管路？设计预热管路对本实验的作用是什么？

（3）如何检查整套装置的气密性？

（4）如何计算耗氧速率、CO产生率、CO2产生率？

表 1-2 程序升温实验条件

粒度平均粒径煤重煤体积容重煤样

mm mm g cm3g/cm3煤样1混合粒径 4.021********.73煤样2混合粒径 4.021********.74煤样3混合粒径 4.021********.73煤样4混合粒径 4.029*******.75

表1-2 升序升温实验数据

温度CO CO2CH4O2

3000939.620.89

502870953.820.57

705021068142820.11

909185124634019.76

110107173801017018.52

13010077570296617.93

150196414060580516.26

170226313175776517.03

1903909184601692516.73

2104391178001375016.29

230543918460720015.526

250700026580629014.732

270932628790529514.519

2901029131180327713.74

3101138039760363712.929

3301789066600331212.095

（1） 煤样氧气浓度随温度变化曲线 （2） 煤样甲烷浓度随温度变化曲线 （3） 煤样一氧化碳浓度随温度变化曲线 （4） 煤样二氧化碳浓度随温度变化曲线 （5） 煤样耗氧速度随温度变化曲线 （6） 煤样一氧化碳产生率随温度变化曲线 （7） 煤样二氧化碳产生率随温度变化曲线 （8） 煤样甲烷产生率随温度变化曲线

实验实测得到的各种气体浓度和温度关系可以直观体现煤氧化自燃过程。在此基础上，根据物理和化学的基本原理和公式，通过计算机，将实验原始数据通过物理或者化学方程进行数学计算可以得到煤体耗氧速率、氧化产生一氧化碳等气体的产生率等更多的相关数据，可以对煤样的自燃特性进行更加深入的分析。 耗氧速率分析

由实验数据可知，随着温度的上升，氧气含量逐渐下降。由于程序升温过程中升温速率较慢，可认为试样罐内煤体温度均相等，入口处氧气含量为21%(质量分数)，则可推导出单位体积煤的平均耗氧速度为：

（5-4）

式中V(T)——温度T 时的煤体耗氧速率； C ——氧气质量分数； t ——时间；

v ——试样罐内风流速度；

x ——罐内任意一点距试样罐入口的距离； Q ——供风量，100ml/min=0.744*10-4mol/s ； S ——试罐断面积。

从化学动力学和化学平衡理论得知，耗氧速率与氧的质量分数成正比。因此，新鲜空气中耗氧速率为：

()/dC dC dC Q

V T d dx u dx S

τ=-

=-?=-

0()()C V T V T C =

g （5-5）

式中 V 0——煤体在新鲜风流中平均耗氧速度； C 0——新鲜风流中氧的质量分数，C 0=21%。

0102()ln Q C C

V T SL C =

g g （5-6）

式中 C 1——试罐入口体积分数C 1=21%； C 2——试罐出口体积分数； S ——试罐断面积； L ——煤样高度。

对于某一次试验来说，0

Q C SL g 为一个常数，故平均耗氧速率与1

2ln C C 成正比。将

试验数据代入

1

2ln

C C ，可求得不同温度时的耗氧速率(与实际耗氧速率存在一个常

系数关系，系数值根据试验的具体情况由0

Q C SL g 确定)。

以温度为横坐标，耗氧速度为纵坐标，可以绘制出表征耗氧速率与煤温的关系。

一氧化碳、二氧化碳、甲烷产生率分析

在氧化自燃过程中，煤与氧发生化学反应，消耗氧气，同时产生一氧化碳气体，在实验试管中，由于煤体消耗氧，氧气浓度沿着风流方向不断减少，而一氧化碳浓度不断增加，试管中某一点处煤的一氧化碳产生率与耗氧速度成正比[2]，即：

2

2

00

()()

O co co O

C V T V T C =

g （5-7）

式中

2

O C ——新鲜风流中氧的体积分数；

2

O

C ——为新鲜风流中氧的体积分数；

()

co V T ——一氧化碳产生速率，

3

/()mol cm s g ； 0

()

co V T ——标准氧浓度(21%)时的一氧化碳产生速率，

3

/()mol cm s g 。

设某点到入口的距离为Z ；其后一点的氧浓度为i

C ，到入口的距离为Z i 。由阿

仑尼乌斯定律可推得炉体内任意点的氧浓度为：

0202

()()

O i O

V T S Z Z QC i C C e

-

-=g g g （5-8）

式中

2

0O

C ——新鲜风流中氧的体积分数；

Q ——供风量，0.744*10-4mol/s ；

i

C ——某一已知点的氧浓度；

2

()

O V T ——新鲜空气中耗氧速率；

(),,co co V T ds Q

dC d d u n u S n ττ=

==g （5-9）

设高温点氧浓度为C 1，到入口的距离为Z 1；其后一点的氧浓度为C ，到入口的距离为Z 2。代入上面两式并积分：

202

2

2()0

0()

2

22

211001

11()()()O i O

V T S Z Z QC co co co

co co

O O V T C V T S V T S C C ds ds C e ds

u n Q C QC -

--===???g g g g g g

（5-10）

由上式得标准氧浓度时的一氧化碳产生率为：

20

22102

021

0()()1()()

()1O O O co co co V T S Z Z QC V T C C V T C e

---=

??

??-??????g g g g （5-11）

同理二氧化碳产生率为：

222

2

22102021

()()1()()()1O O O co co co V T S Z Z QC V T C C V T C e ---=

??

??-??????g g g g （5-12）

甲烷产生率为：

244

4

22102

021

()()1()()()1O O O CH CH CH V T S Z Z QC V T C C V T C e

---=??

??-??????

g g g g （5-13）

把实测数据代入式（5-11）、式（5-12）和式（5-13）计算出的一氧化碳、二氧化碳和甲烷的产生率。

具体可参照08级硕士毕业生胡春丽的毕业论文，在学校图书馆上能查见。

实验四 控制系统频率特性的测试(实验报告)

实验四 控制系统频率特性的测试 一． 实验目的 认识线性定常系统的频率特性，掌握用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法，根据开环系统的对数频率特性，确定系统组成环节的参数。 二．实验装置 （1）微型计算机。 （2）自动控制实验教学系统软件。 三．实验原理及方法 （1）基本概念 一个稳定的线性定常系统，在正弦信号的作用下，输出稳态与输入信号关系如下： 幅频特性 相频特性 （2）实验方法 设有两个正弦信号： 若以)(t x ω为横轴，以)(y t ω为纵轴，而以t ω作为参变量，则随t ω的变化，)(t x ω和 )(y t ω所确定的点的轨迹，将在 x--y 平面上描绘出一条封闭的曲线（通常是一个椭圆）。这 就是所谓“李沙育图形”。 由李沙育图形可求出Xm ，Ym ，φ，

四．实验步骤 （1）根据前面的实验步骤点击实验七、控制系统频率特性测试菜单。 （2）首先确定被测对象模型的传递函数, 预先设置好参数T1、T2、ξ、K （3）设置好各项参数后，开始仿真分析，首先做幅频测试，按所得的频率范围由低到高，及ω由小到大慢慢改变，特别是在转折频率处更应该多取几个点 五.数据处理 （一）第一种处理方法： （1）得表格如下： （2）作图如下： （二）第二种方法： 由实验模型即，由实验设置模型根据理论计算结果绘制bode图，绘制Bode图。

（三）误差分析 两图形的大体趋势一直，从而验证了理论的正确性。在拐点处有一定的差距，在某些点处也存在较大的误差。 分析： （1）在读取数据上存在较大的误差，而使得理论结果和实验结果之间存在。 （2）在数值应选取上太合适，而使得所画出的bode图形之间存在较大的差距。 （3）在实验计算相角和幅值方面本来就存在着近似，从而使得误差存在，而使得两个图形之间有差异 六.思考讨论 （1）是否可以用“李沙育”图形同时测量幅频特性和想频特性 答：可以。在实验过程中一个频率可同时记录2Xm，2Ym，2y0。 （2）讨论用“李沙育图形”测量频率特性的精度，即误差分析（说明误差的主要来源）答：用“李沙育图形”测量频率特性的精度从上面的分析处理上也可以看出是比较高的，但是在实验结果和理论的结果之间还是存在一定的差距，这些误差主要来自于从“李沙育图形”上读取数据的时候存在的误差，也可能是计算机精度方面的误差。 （3）对用频率特性测试系统数学模型方法的评测 答：用这种方法进行此次实验能够让我们更好地了解其过程，原理及方法。但本次实验的数据量很大，需要读取较多坐标，教学软件可以更智能一些，增加一些自动读取坐标的功能。 七.实验总结 通过本次实验，我加深了对线性定常系统的频率特性的认识，掌握了用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法。使我把书本知识与实际操作联系起来，加深了对课程内容的理解。在处理数据时，需要进行一定量的计算，这要求我们要细心、耐心，作图时要注意不能用普通坐标系，而是半对数坐标系进行作图。

气相色谱法实验报告记录

气相色谱法实验报告记录

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

实验五—气相色谱法实验 姓名：张瑞芳 学号：2013E8003561147 班级：化院413班 培养单位：上海高等研究院 指导教师：李向军 组别：2013年12月30日第二组

气相色谱法实验 一、实验目的 1.了解气相色谱仪的各部件的功能。 2.加深理解气相色谱的原理和应用。 3.掌握气相色谱分析的一般实验方法。 4.学会使用FID气相色谱对未知物进行分析。 二、实验原理 1.气相色谱法基本原理 气相色谱的流动向为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。如此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录下来。气相色谱仪器框图如图1所示： 图1.气相色谱仪器框图 仪器均由以下五个系统组成：气路、进样、分离、温度控制、检测和记录系统。 2.气相色谱法定性和定量分析原理 在这种吸附色谱中常用流出曲线来描述样品中各组分的浓度。也就是说，让

分离后的各组分谱带的浓度变化输入换能装置中，转变成电信号的变化。然后将电信号的变化输入记录器记录下来，便得到如图2的曲线。它表示组分进入检测器后，检测器所给出的信号随时间变化的规律。它是柱内组分分离结果的反映，是研究色谱分离过程机理的依据，也是定性和定量的依据。 图2.典型的色谱流动曲线 3.FID的原理 本次试验所用的为氢火焰离子化检测器(FID)，它是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。 三．实验试剂和仪器 (1)试剂：甲醇、异丙醇、异丁醇 (2)仪器：气相色谱仪带氢火焰离子化检测器(GC-2014气相色谱仪)； 氢-空发生器(SPH-300氢气发生器)、氮气钢瓶； 色谱柱； 微量注射器。 四．实验步骤 1.打开稳定电源。 2.打开N2钢瓶（减压阀），以N2为载气，开始通气，检漏；调整柱前压约为 0.12MPa。

频率特性分析

实验三 频率特性分析 一·实验目的 1.掌握频率特性的基本概念，尤其是频率特性的几种表示方法。 2.能熟练绘制极坐标频率特性曲线（奈奎斯特曲线）和对数频率特性曲线，尤其要注意的是在非最小相位系统时曲线的绘制。 3.正确应用频率稳定判别方法，包括奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据。 4.熟练正确计算相位裕量和幅值裕量。 5.掌握闭环频率特性的基本知识以及有关指标的近似估算方法。 二·实验内容 1增加开环传递函数零极点个数对奈奎斯特图的影响 1）改变有限极点个数n ，使n=0,1,2,3 Nyquist Diagram Real Axis I m a g i n a r y A x i s -2 -101234 -3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.50 0.511.52n=0 n=1 n=2 n=3 2）改变原点处极点个数v ，当v=1,2,3,4, Nyquist Diagram Real Axis I m a g i n a r y A x i s -2 -1.5 -1 -0.5 00.5 1 1.5 2 -2-1.5 -1 -0.5 00.5 1 1.5 2 System: sys P hase Margin (deg): -32.9Delay Margin (sec): 4.41At frequency (rad/sec): 1.3 Closed Loop Stable? No System: sys P hase Margin (deg): -121Delay Margin (sec): 3.49At frequency (rad/sec): 1.2 Closed Loop Stable? No System: sys P hase Margin (deg): 150Delay Margin (sec): 2.28At frequency (rad/sec): 1.15Closed Loop Stable? No System: sys P hase Margin (deg): 51.8Delay Margin (sec): 0.575 At frequency (rad/sec): 1.57 Closed Loop Stable? Yes v=1 v=2 v=3 v=4

幅频特性和相频特性图

速度控制环优化 速度控制环的优化主要是速度调节器的优化。速度调节器主要优化比例增益与积分时间常数两个数据，先确定它的比例增益，再优化积分时间常数。如果把速度调节器的积分时间常数（MD1409）调整到500ms，积分环节实际上处于无效状态，这时PI速度调节器转化为P调节器。为了确定比例增益的初值，可从一个较小的值开始，逐渐增加比例增益，直到机床发生共振，可听到伺服电机发出啸叫声，将这时的比例增益乘以0.5，作为首次测量的初值。 MD1407—速度增益Kp MD1409—积分时间Tn 速度环手动优化的具体步骤： 步骤一、用适配器将驱动器和计算机相连接，启动计算机和系统（电缆连接必须断电） 步骤二、等机床准备好后使机床工作在JOG方式下。 步骤三、在计算机上运行“SIMODRIVE 611D START TOOL”软件，首先会弹出画面如图

【Axis-】出现如下画面 所示

步骤六、点击【Drive MD】，进入如下画面 步骤七、点击【Boot file/Nck res...】，再点击【Measuring parameters】，进入如下画面，Amplitude为输入信号幅值，峰值力矩的百分比；Bandwidth 为测量带宽；Averaging 为平均次数，次数越多，越精确，时间越长，通常20次；Settling time 为建立时间，注入测量信号和偏移，到记录测量数据 间的时间；Offset为斜坡偏移量（避免启停时出现浪涌电流）。

提示画面，机床参数MD1500应设置为0，如下图所示 步骤九、点击【OK】，出现提示画面如下图

步骤十、按机床NC Start按钮，开始优化，在计算机上点击【Display】，出现如下画面（如果在此时伺服电机发生特别大的噪声，这时应紧急按下急停 按扭）。 通过得到的曲线可以看出，改变MD1407和MD1409的值就可以使曲线发生变化。速度环参数的调节是驱动参数调节的重点，有时在电机的标准机床数据的情况下，电机可能会产生噪声。这种情况下，应先减小速度环的增益值。在改变增益时，观察调节器的幅频特性曲线的变化趋势，使曲线的幅值在0dB 位置达到最宽的频率范围，优化调整方法如下： ○1如果速度调节器的幅频特性曲线的幅值不超过0dB，可提高比例增益MD1407，频宽也增加，响应特性得到改善。当比例增益增大到一定数值后，幅 频特性曲线中的幅值会极度变化，频宽变窄，系统的动态特性降低。

系统频率特性的测试实验报告

东南大学自动化学院课程名称：自动控制原理实验 实验名称：系统频率特性的测试 姓名：学号： 专业：实验室： 实验时间：2013年11月22日同组人员： 评定成绩：审阅教师：

一、实验目的： （1）明确测量幅频和相频特性曲线的意义； （2）掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法； （3）利用幅频曲线求出系统的传递函数； 二、实验原理： 在设计控制系统时，首先要建立系统的数学模型，而建立系统的数学模型是控制系统设计的重点和难点。如果系统的各个部分都可以拆开，每个物理参数能独立得到，并能用物理公式来表达，这属机理建模方式，通常教材中用的是机理建模方式。如果系统的各个部分无法拆开或不能测量具体的物理量，不能用准确完整的物理关系式表达，真实系统往往是这样。比如“黑盒”，那只能用二端口网络纯的实验方法来建立系统的数学模型，实验建模有多种方法。此次实验采用开环频率特性测试方法，确定系统传递函数。准确的系统建模是很困难的，要用反复多次，模型还不一定建准。另外，利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统，用Bode 图设计控制系统就是其中一种。 幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比，即)()(ωωi o U U A =。测幅频特性时， 改变正弦信号源的频率，测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值。 测相频有两种方法： （1）双踪信号比较法：将正弦信号接系统输入端，同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波，示波器触发正确的话，可看到两个不同相位的正弦波，测出波形的周期T 和相位差Δt ，则相位差0360??=ΦT t 。这种方法直观，容易理解。就模拟示波 器而言，这种方法用于高频信号测量比较合适。 （2）李沙育图形法：将系统输入端的正弦信号接示波器的X 轴输入，将系统输出端的正弦信号接示波器的Y 轴输入，两个正弦波将合成一个椭圆。通过椭圆的切、割比值，椭圆所在的象限，椭圆轨迹的旋转方向这三个要素来决定相位差。就模拟示波器而言，这种方法用于低频信号测量比较合适。若用数字示波器或虚拟示波器，建议用双踪信号比较法。 利用幅频和相频的实验数据可以作出系统的波Bode 图和Nyquist 图。 三、预习与回答： （1）实验时，如何确定正弦信号的幅值？幅度太大会出现什么问题，幅度过小又会出现什 么问题？ 答：根据实验参数，计算正弦信号幅值大致的范围，然后进行调节，具体确定调节幅值时，首先要保证输入波形不失真，同时，要保证在频率较大时输出信号衰减后人能够测量出来。如果幅度过大，波形超出线性变化区域，产生失真；如果波形过小，后续测量值过小，无法精确的测量。

液相色谱分析混合样品中的苯和甲苯

华南师范大学实验报告 课程名称仪器分析实验实验项目液相色谱分析混合样品中的苯和甲苯 实验类型□验证□设计□综合实验时间2010 年 3 月31 日 实验指导老师实验评分 一、实验目的 1.掌握高效液相色谱定性和定量分析的原理及方法； 2.了解高效液相色谱的构造、原理及操作技术。 二、实验原理 高效液相色谱由储液器，泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入色谱柱内。由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动是，经过反复多次的吸附－解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录仪，记录成数据。 液相色谱的定性依据是保留时间的相对性，通常相对误差不能大于5%。定量参数常常采用峰高、峰面积、相对峰高、相对峰面积等。定量方法通常采用外标法、内标法和面积归一化法。外标法为标准物质标准溶液制定标准曲线法；内标法为在标准溶液、样品溶液中加入内标物质，以相对峰高、相对面积对标准物质的浓度制定标准曲线；面积归一化法假定所有出峰物质的吸光系数相同，计算某物质的峰面积占所有峰面积的百分比。 三、仪器与试剂： 1.仪器：SCL-10A vp紫外可见双波长检测器；SPD-M10A vp柱温箱；LC-10AT高效液相

色谱仪；10μL微量注射器 2.试剂：2μL/mL苯标液；2μL/mL甲苯标液；0.2μL/mL、2μL/mL、4μL/mL、10μL/mL 的苯与甲苯的混合标准溶液；甲醇溶液；待测试样溶液 四、实验内容与步骤： 1.选择合适的流动相配比，优化色谱条件 设置有关参数：控制流速为1mL/min。柱温30℃，检测波长354nm。 设置流动相配比（甲醇：水=1：1），用10μL微量注射器注射5μL的10μL/mL苯与甲苯的混合标准溶液进行测定，观察其分离度和出峰时间。然后改变流动相配比，改进分离，调整出峰时间。从而得到最佳测定条件。 2.苯、甲苯定性分析： 在最佳的测定条件下，用10μL微量注射器，分别注射5μL2μL/mL苯的标准溶液和2μL/mL甲苯的标准溶液。观察记录保留时间，确定苯和甲苯的峰。 3.苯、甲苯定量分析： 在最佳的测定条件下，用10μL微量注射器，分别注射5μL 0.2μL/mL、2μL/mL、4μL/mL、10μL/mL苯与甲苯的混合标准溶液，再分别测定苯和甲苯的峰面积，以峰面积对浓度作图，做出工作曲线。 在最佳的测定条件下，用10μL微量注射器，注射5μL的试样，观察记录保留时间和峰面积。根据峰面积在工作曲线上查处苯和甲苯待侧溶液的浓度，并计算试样中苯和甲苯的含量。 五、数据记录及结果分析： 1. 优化色谱条件

自动控制原理控制系统的频率特性实验报告

肇庆学院 工程学院 自动控制原理实验报告 12 年级 电气一班 组员：王园园、李俊杰 实验日期 2014/6/9 姓名:李奕顺 学号：201224122130老师评定 ________________ 实验四：控制系统的频率特性 一、实验原理 1.被测系统的方块图：见图4-1 将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化， 并施加于 被测系统的输人端［r(t)］，然后分别测量相应的反馈信号 ［b(t)］和误差信号［e(t)］的对数幅 值和 相位。频率特性测试仪测试数据经相关运算器后在显示器中显示。 根据式(4 — 3)和式(4 — 4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位， 在半对数座标 纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。 系统(或环节)的频率特性 幅值和相角： G (j 3)是一个复变量，可以表示成以角频率 3为参数的 G(j 3)= G(j 3)|/G(j 3) (4 — 1) 本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特牲。 图4-1所示系统的开环频率特性为： G 1(j 3)G 2(j 3) B(j 3) 」 B(j 3) E(j 3) E(j 3) E(j 3) (4—2) 采用对数幅频特性和相频特性表示，则式( 20lgG1(j 3) G2(j 3)H(j 3)= 2 叫鵲 = 20lgB(j 3) -20lg E(j 3) (4— 3) G 1(j 3)G 2(j 3)H(j 3) 二 B(j 3)- . E(j 3) (4—4) 图4-1 被测系统方块图 4— 2 )表示 为:

根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转 角频确定频率特性（或传递函数）。所确定的频率特性（或传递函数）的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特牲（或传递函数）所画出的理论相频曲线在一定程度上相符，如果测量所得的相位在高频 （相 对于转角频率）时不等于-90 ° （q —p）[式中p和q分别表示传递函数分子和分母的阶次], 那么，频率特性（或传递函数）必定是一个非最小相位系统的频率特性。 2.被测系统的模拟电路图：见图4-2 图4-2被测系统 二、实验内容 （1）将U21 DAC单元的OUT端接到对象的输入端。 ⑵将测量单元的CH1 （必须拨为乘I档）接至对象的输出端。 ⑶将Ul SG单元的ST和S端断开，用排线将ST端接至U26控制信号单元中的PB0。（由于在每次测量前，应对对象进行一次回零操作，ST即为对象锁零控制端，在这里，我们用8255的PB0 口对ST进行程序控制） ⑷在PC机上分别输入角频率为1, 10,100,300，并使用“ +”、“―”键选择合适的幅值，按ENTER键后，输入的角频率开始闪烁，直至测量完毕时停止，屏幕即显示所测对象的输出及信号源，移动游标，可得到相应的幅值和相位，得到的实验波形图如图4-3到图4-10所示： 图4-3输入频率为1的波形图1

伏安特性曲线实验报告

《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验报告 一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线，并对其变化规律进行分析。 二、实验原理 1。金属导体的电阻率随温度的升高而增大，导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。 2。小灯泡电阻极小，所以电流表应采用外接法连入电路；电压应从0开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，并且应将滑动变阻器阻值调到最大。 三、实验器材 小灯泡一盏，电源一个，滑动变阻器一个，电压表、电流表各一台，开关一个，导线若干，直尺一把。 四、实验电路 五、实验步骤 1。按照电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片P移至A端，如图： 2。闭合开关S，将滑片P逐渐向B端移动，观察电流表和电压表的示数，并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压，取8组，记录数据，整理分析。 3。拆除电路，整理桌面，将器材整齐地放回原位。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。

六、实验结论 1。小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线 2。曲线原因的分析：根据欧姆定理，R U应该是一条直线，但是那仅仅是理想IU来说，RI电阻，R是恒定不变的但是在现实的试验中，电阻R是会受到温度的影响的，此时随着电阻本身通过电流，温度就会增加，R自然上升，对于R代表图线中的斜率，当R不变时，图像是直线，当变化时，自然就是曲线。 七、误差分析 1。测量时未考虑电压表的分流，造成电流I的实际值大于理论值。 2。读数时没有读准确，在估读的时候出现误差。 3。描绘图像时没有描绘准确造成误差。

描绘小灯泡的伏安特性曲线 《测量小灯泡伏安特性曲线》实验课题任务是：电学知识告诉我们当电压一定时电流I与电阻R成反比，但小灯炮的电阻会随温度的改变而变化，小灯泡（6。3V、0。15A）在一定电流范围内其电压 与电流的关系为UKIn，K和n是与灯泡有关的系数。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《测量小灯泡伏安特性曲线》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤），然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方 法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵选择实验的测量仪器，设计出测量小灯泡伏安曲线的电路和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶验证公式UKIn； ⑷求系数K和n；（建议用最小二乘法处理数据）

高效液相色谱实验报告

高效液相色谱实验报告 一、实验目的 1了解液相色谱的发展历史及最新进展 2 学习液相色谱的基本构造及原理 3 掌握液相色谱的操作方法和分析方法，能够通过HPLC分离测定来对目标化合物的分析鉴定。 二、实验原理 液相色谱法采用液体作为流动相，利用物质在两相中的吸附或分配系数的微小差异达到分离的目的。当两相做相对移动时，被测物质在两相之间进行反复多次的质量交换，使溶质间微小的性质差异产生放大的效果，达到分离分析和测定的目的。液相色谱与气相色谱相比，最大的优点是可以分离不可挥发而具有一定溶解性的物质或受热后不稳定的物质，这类物质在已知化合物中占有相当大的比例，这也确定了液相色谱在应用领域中的地位。 高效液相色谱可分析低分子量、低沸点的有机化合物，更多适用于分析中、高分子量、高沸点及热稳定性差的有机化合物。80%的有机化合物都可以用高效液相色谱分析，目前以已经广泛应用于生物工程、制药工程、食品工业、环境检测、石油化工等行业。 三、高效液相色谱的分类 吸附色谱法、分配色谱法、空间排阻色谱法、离子交换色谱法、亲和色谱法、化学键合相色谱法 四、高效液相色谱仪的基本构造 高效液相色谱至少包括输液系统、进样器、分离柱、检测器和数据处理系统等几部分。 1 输液系统： 包括贮液及脱气装置、高压输液泵和梯度洗脱装置。贮液装置用于存贮足够量、符合HPLC要求的流动相。高效液相色谱柱填料颗粒比较小，通过柱子的流动相受到的流动阻力很大，因此需要高压泵输送流动相。 2 进样系统： 将待测的样品引入到色谱柱的装置。液相色谱进样装置需要满足重复性好、死体积小、保证柱中心进样、进样时引起的流量波动小、便于实现自动化等多项要求。进样系统包括取样、进样两项功能。 3 分离柱： 色谱柱是色谱仪的心脏、柱效高、选择性好、分析速度快是对色谱柱的一般要求。商品化的HPLC微粒填料，如硅胶和以硅胶为基质的键合相、氧化铝、有机聚合物微球（包括离子交换树脂）等的粒度通常在3μm、5μm、7μm、以及10μm。采用的固定相粒度甚至可以达到1μm，而制备色谱所采用的固定相粒度通常大于10μm。HPLC填充柱效的理论值可以达到50000/m～160000/m理论板，一般采用100-300mm的柱长可满足大多数样品的分析的需要。由于柱效内、外多种因素的影响，因此为使色谱柱达到其应有的效率。应尽量的减小系统的死体积。 4 检测系统： HPLC检测器分为通用型检测器和专用型检测器两类。通用型检测器可连续测量色谱柱流出物（包括流动相和样品组分）的全部特性变化。这类检测仪器包括示差折光检测器、介

使用Multisim进行电路频率特性分析

使用Multisim进行电路频率响应分析 作者：XChuda Multisim的AC Analysis功能用于对电路中一个或多个节点的电压/电流频响特性进行分析，画出伯德图。本文基于Multisim 11.0。 1、实验电路 本例使用如图的运放电路进行试验。该放大电路采用同相输入，具有（1+100/20=）6倍的放大倍数，带300欧负载。方框部分象征信号源，以理想电压源串联电阻构成。 请不要纠结于我把120Vrms的电压源输入双15V供电的运放这样的举动是否犯二，电压源在AC Analyses中仅仅是作为一个信号入口的标识，其信号类型、幅值和频率对分析是没有贡献的，但是它的存在必不可少，否则无法得到仿真结果！ 2、操作步骤 搭好上述电路后，就可以进行交流分析了。

一般设置Frequency parameters和Output两页即可，没有特殊要求的话其他选项保持默认，然后点Simulate开始仿真。切记是点Simulate，点OK的话啥都不会发生。

按照上述步骤仿真结果如下： 分析结果是一份伯德图。在上下两个图表各自区域上按右键弹出列表有若干选项，各位可自己动手试试。右键菜单中的Properties可打开属性对话框，对图表进行更为详细的设置。 3、加个电容试试 从上面伯德图分析结果看出，该电路具有高通特性，是由输入耦合电容C3造成的。现在在输入端加入一个退耦电容试试。电路如下：

在输入端加入220pF退耦电容后C1与后面的放大电路输入电阻构成低通滤波器，可滤除高频干扰。加入C1后，放大电路的输出应该具有带通特性。用AC Analysis分析加入C1后的电路频响特性： 奇怪，为什么高通不见了？一阵疑惑，我甚至动笔算了同相输入端的阻容网络复频域的特性，无论C1是否加入，从同相输入端向左看出去的阻容电路都有一个横轴为0的零点，所以幅度特性应该是从0Hz处开始上升的！对，从0Hz开始！回头看看电路加入C1前仿真的伯德图，发现竖轴范围是13dB~13.3dB！ 我们尝试放大来看看。现在重新进行AC分析，将频率范围设置为0.1~10Hz，结果如下图。OK，没问题，果然是高通的，只是截止频率非常低（0.3Hz左右），刚才的仿真频率范围从1Hz开始，自然是看不到的。从中也看出，图表中数字后加小写m，是毫赫兹（mHz）的意思，而不是兆赫兹（MHz）。

实验十二 幅频特性和相频特性

实验十二 幅频特性和相频特性 一、实验目的：研究ＲＣ串、并联电路的频率特性。 二、实验原理及电路图 1、实验原理 电路的频域特性反映了电路对于不同的频率输入时，其正弦稳态响应的性质，一般用电路的网络函数()H j ω表示。当电路的网络函数为输出电压与输入电压之比时，又称为电压传输特性。即： ()2 1U H j U ω= 1）低通电路 R C 1 U 2 U 10.707 () H j ω0 ωω 图1-1 低通滤波电路 图1-2 低通滤波电路幅频特性 简单的RC 滤波电路如图4.3.1所示。当输入为1U ，输出为2U 时，构 成的是低通滤波电路。因为： 1 1 2 111U U U j C j RC R j C ωωω=?=++ 所以： ()()()211 1U H j H j U j RC ωω?ωω===∠+

()() 2 11H j RC ωω= + ()H j ω是幅频特性，低通电路的幅频特性如图 4.3.2所示，在1RC ω=时，()120.707H j ω==，即210.707U U =，通常2U 降低到10.707U 时的 角频率称为截止频率，记为0ω。 2）高通电路 C R 1 U 2 U ω ω0 0.707 1() H j ω 图2-1 高通滤波电路 图2-2 高通滤波电路的幅频特性 12 1 11U j RC U R U j RC R j C ωωω=?= ?+?? + ??? 所以： ()()()211U j RC H j H j U jRC ωωω?ω===∠+ 其中()H j ω传输特性的幅频特性。电路的截止频率01RC ω= 高通电路的幅频特性如4.3.4所示 当0 ωω<<时，即低频时 ()1 H j RC ωω=<< 当0ωω>>时，即高频时， ()1 H j ω=。 3）研究RC 串、并联电路的频率特性：

频域分析实验报告

频域分析实验报告 班级： 学号： 姓名：

一、实验内容： 1利用计算机作出开环系统的波特图； 2、观察记录控制系统的开环频率特性； 3、控制系统的开环频率特性分析。 二、仿真原理： 对数频率特性图（波特图）： 对数频率特性图包括了对数幅频特性图和对数相频特性图。横坐标为频率w，采用对数分度，单位为弧度/秒；纵坐标均匀分度，分别为幅值函数20lgA(w)，以dB表示；相角，以度表示。MATLAB提供了函数bode()来绘制系统的波特图，其用法如下： （1）bode(num，den)：可绘制出以连续时间多项式传递函数表示的系统的波特图。 （2）当带输出变量[mag，pha，w]或[mag，pha]引用函数时，可得到系统波特图相应的幅值mag、相角pha及角频率点w矢量或只是返回幅值与相角。相角以度为单位，幅值可转换为分贝单位：magdb=20×log10(mag) 二、实验验证 1、用Matlab作Bode图。要求:画出对应Bode图。 （1）G(S)=25/S2+4s+25 （7）G(S)=9(s2+0.2s+1)/s(s2+1.2s+9)；

图 1 图 2 (1)G(S)=25/S2+4s+25 可以看成是一个比例环节和一个振荡环节组成，所以k=1，T1=0.04,因为v=0，所以在转折频率之前都为20lgk，因为k=1所以斜率为0，经过转折频率，分段直线斜率的变化量为-40db/dec。

（7）G(S)=9(s2+0.2s+1)/s(s2+1.2s+9)； 可以看成是一个二阶微分环节和一个积分环节和一个振荡环节组成，化常数为1后，v=1，t1=1，t2=1/3，所以我们可以看到，在起始阶段是-20*vdb/dec，所以一开始斜率为-20db/dec。当经过1/3的转折频率之后分段直线的改变量为40db/dec，当经过1的转折频率之后分段直线的改变量为-40db/dec。故图像如图所示。 第二题： 典型二阶系统Gs=Wn2/s2+2ζWns+Wn2，试绘制取不同值时的Bode图。取Wn=8，ζ=0.1，0.2，0.3，,0.5，0.6； 图 3 如图所示。

三极管伏安特性测量实验报告

实验报告 课程名称：__电路与模拟电子技术实验 _______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数值时的Ｉb ～Ｕbe 曲线。分两种情形来讨论。 （１） 从图（ａ）来看，Ｕce ＝０，即ｃ、ｅ间短路。此时Ｉb 与Ｕbe 间的关系就是两个正向二极 管并联的伏安特性。每改变一次Ｕbe ，就可读到一组数据（Ｕbe ，Ｉb ），用所得数据在坐标纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce ＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb 为不同常量时输出回路中的Ｉc ～Ｕce 曲线。测试时，先固定一个Ｉb ，改变Ｕce ，测得相应的Ｉc 值，从而可在Ｉc ～Ｕce 直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb 取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc ～Ｕce 曲线，形成曲线族，如图所示。 专业：___ _________ 姓名：___ _________ 学号： ______ 日期：_____ ______ 地点：_____ ___

HPLC实验高效液相色谱分析实验

仪器分析实验报告实验名称：高效液相色谱分析实验

一、实验目的 1. 了解HPLC的结构，了解仪器的开、关程序。 2. 了解流动相的制备和样品溶液的制备。 3. 知道仪器的运行程序和进行样品分析。 二、仪器和试剂 仪器：美国安捷伦1200型HPLC、10μL的微量注射器 试剂：磷酸乙腈溶液(PH=3)、重蒸水、邻氯苯甲酸 三、实验步骤 1.流动相的准备 流动相只有一组：PH=3的磷酸乙腈溶液，进过脱气，用蠕动泵输送。2.开机，色谱柱平衡 当1完成后，开机，待色谱柱平衡。 3.样品溶液的准备 配置好邻氯苯甲酸溶液，按要求选好滤纸的孔径大小。用低压过滤装置过滤，由于美国安捷伦1200型HPLC配有脱气装置，因此滤液无需事先脱气就可以进行分析。 4.基线的查看 由于仪器内部压力的变化可以引起基线的不断波动，因此，需等待压力稳定后，基线平稳才能进行进样。 5.样品进样分析

用10μL的微量注射器取5μL的邻氯苯甲酸，微量注射器中不能有气泡，将微量注射器的针头插入到注射的孔时，打开微量注射阀，将邻氯苯甲酸注射进去后，迅速关闭阀门，抽出针头，等待仪器的分析结果。 6.色谱柱的清洗 分析工作结束后，要清洗进样阀中的残留样品，也要用适当的液体来清洗色谱柱。 7.关机 实验完毕后，关闭仪器和电脑。 四、实验数据及处理 1.LC参数 2.色谱柱参数 3.四元泵状态 A：0.0％流速：1.000ml/min B：0.0％压力：91bar C：0.0％ D：0.0％

5.色谱分析谱图见附页，经过注射5μL的邻氯苯甲酸，得到三组实验色谱图， 根据谱图列表数据如下： 色谱柱长(L)、理论塔板高度(H)与理论塔板数(n)三者的关系为： n = L / H 理论塔板数和色谱参数之间的关系为： n = 16 ( t R / W b ) 2 = 5.54 ( t R / Y1/2 ) 2 则取第五组数据计算得： t R=2.437 min = 146.22s Y1/2 = 2.354(0.1375min / 4 ) = 4.855125 s n = 5.54 ( t R / Y1/2 ) 2 =5025 (块)

控制系统的频率特性分析

实验六 控制系统的频率特性分析 1.已知系统传递函数为：1 2.01)(+=s s G ，要求： （1） 使用simulink 进行仿真，改变正弦输入信号的频率，用示波器观察输 出信号，记录不同频率下输出信号与输入信号的幅值比和相位差，即 可得到系统的幅相频率特性。 F=10时 输入： 输出：

F=50时 输入：输出： （2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线（即bode图）。 提示：a）函数bode（）用来绘制系统的bode图，调用格式为： bode（sys） 其中sys为系统开环传递函数模型。 参考程序： s=tf(‘s’)； %用符号表示法表示s G=1/(0.2*s+1)； %定义系统开环传递函数 bode(G) %绘制系统开环对数频率特性曲线（bode图）

实验七连续系统串联校正 一．实验目的 1.加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。 2. 对给定系统进行串联校正设计，并通过matlab实验检验设计的正确性。二．实验内容 1．串联超前校正 系统设计要求见课本例题6-3，要求设计合理的超前校正环节，并完成以下内容用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间 num=10; 1）figure(1) 2）hold on

3）figure(1) 4）den1=[1 1 0]; 5）Gs1=tf(num,den1); 6）G1=feedback(Gs1,1,-1); 7）Step(G1) 8） 9）k=10; 10）figure(2) 11）GO=tf([10],[1,1,0]); 12）Gc=tf([0.456,1],[1,00114]); 13）G=series(G0,Gc); 14）G1=feedback(G,1); 15）step(G1);grid

电路实验__电路频率特性的研究要点说明

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电路实验 第二次实验 实验名称：电路频率特性的研究 院（系）：仪器科学与工程学院专业： 姓名：学号： 实验室: 实验组别： 同组人员：实验时间： 评定成绩：审阅教师：

电路频率特性的研究 一、 实验目的 1. 掌握低通、带通电路的频率特性； 2. 应用Multisim 软件测试低通、带通电路频率特性及有关参数； 3. 应用Multisim 软件中的波特仪测试电路的频率特性。 二、 实验原理 研究电路的频率特性，即是分析研究不同频率的信号作用于电路所产生的响应函数与激励函数的比值关系。通常情况下，研究具体电路的频率特性，并不需要测试构成电路所有元件上的响应与激励之间的关系，只需要研究由工作目的所决定的某个元件或支路的响应与激励之间的关系。本实验主要研究一阶RC 低通电路，二阶RLC 低通、带通电路的频率特性。 （一）：网络频率特性的定义 电路在一个正弦电源激励下稳定时，各部分的响应都是同频率的正弦量，通过正弦量的相量，网络函数|()|H jw 定义为：. ().|()||()|j w Y H w H jw e X ?== 其中Y 为输出端口的响应，X 为输入端口的激励。由上式可知，网络函数是频率的函数，其中网络函数的模|()|H jw 与频率的关系称为幅频特性，网络函数的相角()w ?与频率的关系称为相频特性，后者表示了响应与激励的相位差与频率的关系。 （二）：网络频率特性曲线 1. 一阶RC 低通网络 网络函数： 其模为： 辐角为: 显然，随着频率的增高，|H(j ω)|将减小， 即响应与激励的比值减小，这说明低频信 4590 (a) RC低通网络(b) 幅频特性 (c) 相频特性 ()H j ω()) RC ?ω=().0.1/1 1/1i U j c H j R j C j RC U ωωωω=== ++

电路实验四实验报告_二极管伏安特性曲线测量

电路实验四实验报告 实验题目：二极管伏安特性曲线测量 实验内容： 1.先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调； 2.在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路； 3.测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好； 4.给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=100Hz的正弦波，用示波器观察该电路的输 入输出波形； 5.用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线。 实验环境： 数字万用表、学生实验箱（直流稳压电源）、电位器、整流二极管、色环电阻、示波器DS1052E，函数发生器EE1641D、面包板。 实验原理： 对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 为了测量二极管的伏安特性曲线，我们用直流电源和电位器搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调。调节电位器的阻值，可使二极管两端的电压变化，用万用表测出若干组二极管的电压和电流值，最后绘制出伏安特性曲线。电路图如下所示： 用函数发生器EE1641D给二极管施加Vp-p=3V、f=100Hz的交流电源，再用示波器观察二极管的输入信号波形和输出信号波形。电路图如下：

实验记录及结果分析： 得到二极管的伏安特性曲线如下： 结论：符合二极管的特性，即开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 2. 示波器显示二极管的输入输出波形如下图（通道1为输入波形，通道2为输出波形）：

液相色谱实验报告

华南师范大学实验报告 液相色谱分析混合样品中的苯和甲苯 一、实验目的 1、掌握高效液相色谱定性和定量分析的原理及方法； 2、了解高效液相色谱的构造、原理及操作技术。 二、实验原理 高效液相色谱由储液器，泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成，储液器中的流动相被高压泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入色谱柱内，由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动，经过反复多次的吸附—解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录仪。 三、主要仪器和试剂 主要仪器：岛津液相色谱仪(LC-10AT)[配有紫外检测器，Phenomenex ODS 柱]； 10μL微量注射器 试剂：苯标准溶液：10.0μL/mL； 甲苯标准溶液：10.0μL/mL； 苯、甲苯混合标准溶液：10.0μL/mL； 甲醇：80% ； 苯和甲苯混合待测溶液； 四、实验步骤 1、标准溶液的配制系列 用100μL的微量注射器分别量取10μL、20μL、50μL、100μL的苯和甲苯的混合标准溶液（10.0μL/mL），再分别加入90μL、80μL、50μL、0μL甲醇将其稀释，作为待测液，其浓度分别为1μL/mL、2μL/mL、5μL/mL、10μL/mL 2、色谱条件优化 ①按操作规程开机，并调好色谱条件，使仪器处于工作状态。控制流动相流速为甲醇： 0.8mL/min、水：0.2 mL/min；柱温30℃；检测波长254nm；观察记录保留时间，通过软件分析两峰分离效果。 ②改变色谱条件，控制流动相流速为甲醇：0.95mL/min、水：0.05 mL/min；柱温30℃；检测波长254nm；观察记录保留时间，通过软件分析两峰分离效果。

一阶RC电路频率特性的研究实验报告

北京交通大学电子信息工程学院2011~2012 实验报告 实验题目：一阶RC电路频率特性的研究。 实验内容及结果： 1.低通电路的研究 实验电路： 实验数据： 低通电路数据 频率电平频率 a b 相位差100 -0.1 100 0.6 4.8 7.1808 300 -0.9 200 1.2 4.4 15.8266 475 -2 300 1.9 4.2 26.8965 560 -2.5 400 2.2 4 33.367 641 -3 500 2.4 3.6 41.8103 704 -3.5 600 2.4 3.2 51.3752 788 -4 700 2.4 3 53.1301 849 -4.5 800 2.4 2.8 58.9973 926 -5 1000 2 2.4 56.4427 1000 -5.5 2000 3.2 3.4 70.2501 1072 -6 3000 2.1 2.2 72.6586 1149 -6.5 5000 1.2 1.2 90 1240 -7 1340 -7.5 1430 -8 1520 -8.5 1600 -9 1660 -9.5 1860 -10 2400 -12 3040 -14 3780 -16 4700 -18 5000 -19

电平图： 相位差图：

2.高通电路研究 实验数据： 高通电路数据 频率电平频率 a b 相位差5000 0 5000 0.6 4.6 7.4947 1500 -0.4 4000 0.8 4.6 10.0154 1200 -0.8 3000 1 4.5 12.8396 1030 -1 2000 1.4 4.5 18.1262 899 -1.4 1000 2 4 30 740 -2 600 2.4 3.2 48.5904 663 -2.4 500 2.4 3.1 50.732 588 -3 400 2.1 2.4 61.045 532 -3.5 300 2 2.1 72.2472 481 -4 100 0.8 0.8 90 440 -4.5 400 -5 372 -5.5 344 -6 339 -6.5 325 -7 261 -8 227 -9 200 -10 165 -11 100 -16