文档介绍：金属线膨胀系数的测定
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实验目的
测量金属线膨胀系数；
测量铜和铝的线膨胀系数(温度范围:0-100度)
其中公认值 :
实验要求；课堂计算
分别测量铜和铝的线膨胀系数并计算相对误差,相对误差不超过5%
了解千分表的原理及使用方法；
学习PID调节的原理。
铝线膨胀系数为:×10-6 K-1
铜线膨胀系数为:×10-6 K-1
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多数金属的线膨胀系数在
(~)× 10-5/℃ 之间。
线膨胀系数α是与温度有关的物理量。当Δt是一个不太大的变化区间时，对于确定的材料，我们近似认为α是不变的。
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实验原理
物体的长度与温度的关系:
,我们认为ａ为常量;
长度与温度的关系变为:
其中L0为t=0 ℃时,物体长度
作幂级数展开(ａ很小)得:
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实验表明，当温度变化范围不大时，可以忽略β.
测量公式:
测量微小变化量方法:光杠杆法,读数显微镜法,千分表法等
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，单位为/℃
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实验仪器
金属线膨胀实验仪
PID温控实验仪
千分表
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实验仪器介绍
一 、金属线膨胀实验仪
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二、千分表
精密测量微小位移量的测量工具，主要由3个部件组成：表体部分、传动系统、读数装置。工作原理是将被测尺寸引起的测杆微小直线移动,经过齿轮传动放大,变为指针在刻度盘上的转动,从而读出被测尺寸的大小。
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千分表读数
，，大表针正好转一周。大表盘上均匀地刻有200个格， mm。当大表针转动一圈的同时，小表针跟着转动一小格，，小表盘上均匀地刻有5个小格，千分表可测量的最大线位移为1mm。
实际测量值等于小表盘读数+大表盘读数，，所以若以毫米为单位，测量结果在小数点后应有四位数。
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三、开放式PID温控实验仪:
包括水箱,水泵,加热器,控制及显示电路.
作用:自动控制水箱中水的温度
执行方式：通过可控硅加热电流来加热功率P
PID调节器：按偏差的比例，积分，微分进行调节
偏差e(t):设定值-被控量
u(t):调节信号
自动控制系统框图
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