化工原理实验（理论部分（生工）.ppt

福州大学化工原理实验室 　　以传热实验为例，介绍温度、电压、电流数据的采集和蒸汽发生器电功率的控制。 采集和控制示例 （1）温度数据的采集 　将铂电阻采集到的电阻信号通过变送器、24V电源和250Ω的电阻把信号转化成电压信号，然后通过A/D转换成数字信号后传输到计算机中。 福州大学化工原理实验室 （2）电压、电流数据的采集 标准电压信号经A/D转换卡输送到计算机程序中，经计算机处理后在计算机屏幕上显示出电压、电流的数值。 　　电路中串联的电流变送器和并联的电压变送器分别将电流、电压信号转化成0－5V标准电压信号。 福州大学化工原理实验室 　在被控参数加热功率与给定值相等时，继电器不改变调压方式。如果实际功率与给定值不同，电流、电压变送器将检测到的信号经A/D转换卡传输到计算机程序中此时，计算机向D/A转换器发出信号来改变固态继电器中的电压直至加热功率与给定值相等。 （3）电功率的计算机控制 福州大学化工原理实验室 三、智能仪表 的仪表或测试装置，它们不但能进行测量，而且能存贮信号和处理数据，同时在自动化系统中接受内部或外部控制指令。 智能仪表主要由硬件和软件两大部分组成，数据采集技术和各种接口技术是它的硬件基础，数据处理技术为它的软件基础。 智能仪表（Intelligent Instruments）指含有微处理器 福州大学化工原理实验室 智能仪表的结构及工作方式 　智能仪表有本地和遥控两种工作方式。 仪表的控制作用由内含的微处理器统一指挥和操纵。 福州大学化工原理实验室 四、变频器 变频器的作用是控制三相交流电动机的速度。 福州大学化工原理实验室 课件及资料下载地址： 邮箱：hgylsy@163.com 密码：hg5678 QQ群号：3026040（化工原理实验） 福州大学化工原理实验室 　　其方法是将实验数据绘制成曲线，与已知的函数关系式的典型曲线进行对照选择，然后用图解法或者回归分析法确定函数式中的各种常数。 所得函数表达式是否能准确地反映实验数据所存在的关系，应通过检验加以确认。 三、实验数据数学方程表示法 福州大学化工原理实验室 用Excel进行实验数据处理 福州大学化工原理实验室 福州大学化工原理实验室 　　数学方程式选择的原则是：既要求形式简单，所含常数较少，同时也希望能准确地表达实验数据之间的关系。 尽可能选择简单的线性关系或者经过适当方法转换成线性关系的形式，如上节所述的幂函数和指数函数转化成线性方程的方法，使数据处理工作得到简单化。 数学方程式选择的原则 福州大学化工原理实验室 幂函数　　　　　经线性化后成为 1.幂函数的线性图解 （1）系数b的求法 系数b即为直线的斜率，求法： A：用对数值来计算 B：在两坐标轴比例尺相同情况下直接用尺子在坐标纸上量取线段长度来求取。 福州大学化工原理实验室 式中： 的数值即为尺子测量而得的线段长度。 福州大学化工原理实验室 （2）系数a的求法 　　在双对数坐标上，直线　　　处的纵轴相交处的值，即为方程 中的 a 值。若所绘的直线在图面上不能与 x=1 处的纵轴相交，则可在直线上任取一组数值 x 和 y （而不是取一组测定结果数据）和已求出的斜率b，代入原方程 中，通过计算求得 a 值。 福州大学化工原理实验室 　　当所研究的函数关系呈指数函数　　　　　或对数函数　　　　　　　时，将实验数据标绘在单对数坐标纸上的图形是一直线。 2.指数或对数函数的线性图解法 （1）系数b的求法 对　　　　 ，线性化为　　　　　　 ，式中　　 其纵轴为对数坐标，斜率为： 福州大学化工原理实验室 对　　　　　　　 ，横轴为对数坐标，斜率为： 　　系数a 的求法与幂函数中所述方法基本相同，可用直线上任一点处的坐标值和已经求出的系数b代入函数关系式后求解。 （2）系数a 的求法 福州大学化工原理实验室 　　上述介绍了用图解法获得经验公式的过程。 本节将介绍回归分析法。 用这种数学方法可以从大量观测的散点数据中寻找到能反映事物内部的一些统计规律，并可以用数学模型形式表达出来。回归分析法与计算机相结合，已成为确定经验公式最有效的手段之一。 3.实验数据的回归分析法 福州大学化工原理实验室 　　回归也称拟合。 　　常用的：一元线性回归、一元非线性回归。二元线性回归，二元非线性回归。依次类推，可以延伸到n 维空间进行回归，则称多元线性回归或多元非线性回归。 处理实验问题时，往往将非线性问题转化为线性来处理，建立线性回归方程的最有效方法为线性最小二乘法。 福州大学化工原理实验室 一元线性回归方程的求法 　在科学实验的数据统计方法中，通常要从