儀表自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整

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實(shí)驗(yàn)?zāi)康膬x表自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告(可以直接使用，可編輯實(shí)用優(yōu)秀文檔，歡迎下載）通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)自控儀表和控制元器件有一具體認(rèn)識(shí)。了解自控原理，鍛煉動(dòng)手能力。學(xué)習(xí)并安裝不同的溫度自控電路。3、通過(guò)對(duì)不同電路的調(diào)試和數(shù)據(jù)測(cè)量，初步掌握儀表自控技術(shù)。要求按流程組裝實(shí)驗(yàn)電路，并測(cè)量加熱反應(yīng)釜溫度隨加熱時(shí)間的變化。5、要求待反應(yīng)釜加熱腔溫度穩(wěn)定后測(cè)量加熱釜軸向溫度分布規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理儀表自動(dòng)控制在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中是極其重要的，它減少大量手工操作，使操作人員避免惡劣、危險(xiǎn)環(huán)境，自動(dòng)快速完成重復(fù)工作，提高測(cè)量精度，完成遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)就是儀表自動(dòng)控制在化工生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中非常重要的一個(gè)分支——溫度的儀表自動(dòng)控制。圖-1所示是本實(shí)驗(yàn)整套裝置圖。按圖由導(dǎo)線連接好裝置，首先設(shè)置“人工智能控制儀”的最終溫度，輸出端輸出直流電壓用于控制“SSR”（固態(tài)繼電器），則當(dāng)加熱釜溫度未達(dá)到最終溫度時(shí)“SSR”是通的狀態(tài)，電路導(dǎo)通，給加熱釜持續(xù)加熱；當(dāng)加熱釜溫度達(dá)到最終溫度后“SSR”是不通的狀態(tài)，電路斷開，加熱釜加熱停止。本實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)據(jù)對(duì)象有兩個(gè)：其一，測(cè)量?jī)x表在加熱釜開始加熱后測(cè)量的升溫過(guò)程，即溫度隨時(shí)間變化；其二，當(dāng)溫度達(dá)到最終溫度并且穩(wěn)定后，測(cè)量溫度沿加熱釜軸向的分布，即穩(wěn)定溫度隨空間分布。圖-1實(shí)驗(yàn)裝置圖控溫儀表，2測(cè)溫儀表，3和4、測(cè)溫元件（熱電偶），5電加熱釜式反應(yīng)器，6、保險(xiǎn)7、電流表，8固態(tài)調(diào)壓器，9、滑動(dòng)電阻，10、固態(tài)繼電器（SSR），11、中間繼電器，12、開關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置中部分儀器的工作原理：1，控溫儀表：輸出端輸出直流電壓控制SSR，當(dāng)加熱釜溫度未達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)SSR使電路導(dǎo)通，持續(xù)加熱；當(dāng)達(dá)到最終溫度后SSR使電路斷開，加熱停止。2，測(cè)溫儀表：與測(cè)溫的熱電偶相連，實(shí)時(shí)反饋加熱釜內(nèi)溫度的測(cè)量值。3、4，熱電偶：分別測(cè)量加熱腔和反應(yīng)芯內(nèi)的溫度。工作原理：熱電阻是利用金屬的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量。它是由兩種不同材料的導(dǎo)體焊接而成。焊接的一端插入被測(cè)介質(zhì)中，感受被測(cè)溫度，稱為熱電偶的工作端或熱端。另一端與導(dǎo)線連接，稱為自由端或冷端。若將其兩端焊接在一起，且兩段存在溫度差，則在這個(gè)閉路回路中有熱電勢(shì)產(chǎn)生。如在回路中加一直流毫伏計(jì)，可見到毫伏計(jì)中有電勢(shì)指示，電勢(shì)的大小與兩種不同金屬的材料和溫度有關(guān)，與導(dǎo)線的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。圖2熱電偶工作原理8，RSA固態(tài)調(diào)壓器原理：通過(guò)電位器手動(dòng)調(diào)節(jié)以改變阻性負(fù)載上的電壓，來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的（相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器）。輸出端接加熱回路，輸入端接控溫儀表。10，SSR固態(tài)繼電器工作原理：固態(tài)繼電器是一種無(wú)觸點(diǎn)通斷電子開關(guān)，為四端有源器件。其中兩個(gè)端子為輸入控制端，另外兩端為輸出受控端。在輸入端加上直流或脈沖信號(hào)，輸出端就能從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)（無(wú)信號(hào)時(shí)呈阻斷狀態(tài)），從而控制較大負(fù)載?？蓪?shí)現(xiàn)相當(dāng)于常用的機(jī)械式電磁繼電器一樣的功能（圖3），即實(shí)現(xiàn)了用直流電控制交流電。輸出端接加熱回路，輸入端接控溫儀表。圖3固態(tài)繼電器原理11，中間繼電器工作原理（如圖4）：中間繼電器有常開、常閉兩組觸點(diǎn)。電磁線圈不通電時(shí)，電磁鐵T不吸合，此時(shí)觸點(diǎn)B，B’導(dǎo)通，稱為常閉觸點(diǎn)。觸點(diǎn)A，A’不導(dǎo)通稱為常開觸點(diǎn)。反之，電磁線圈通電時(shí)，電磁鐵T吸合，觸點(diǎn)B，B’的狀態(tài)由閉合變?yōu)榇蜷_不導(dǎo)通，而觸點(diǎn)A，A’的狀態(tài)由打開變?yōu)殚]合而導(dǎo)通。圖-4中間繼電器工作原理圖圖5裝置圖三、實(shí)驗(yàn)儀器控溫儀表（AI-T08），測(cè)溫儀表（AI-T08），熱電偶2個(gè)，中間繼電器（C5×20910），固態(tài)繼電器（SSR-10DA），固態(tài)調(diào)壓器（XSSVR-2410），電流表(69L9)，開關(guān)，保險(xiǎn)絲（RT18-32），導(dǎo)線若干，工具(螺絲刀2個(gè))，電加熱釜式反應(yīng)器。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程圖5組裝儀表自動(dòng)控制加熱系統(tǒng)，注意在接線時(shí)用不同顏色的導(dǎo)線標(biāo)識(shí)正負(fù)極，以便后期檢查。2．組裝完畢后，經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師檢查后方可通電。3．通電后設(shè)置控制儀表參數(shù)和溫度。設(shè)置目標(biāo)溫度為120℃，加熱電流為1.0-1.5A。4．打開加熱電源，測(cè)定升溫曲線。每間隔1分鐘進(jìn)行一次記錄，控制儀表和顯示儀表都要記錄。注意加熱釜溫度上升很迅速。5．待加熱釜內(nèi)溫度達(dá)到目標(biāo)溫度穩(wěn)定在120℃（溫度波動(dòng)不超過(guò)）后，再測(cè)量溫度10分鐘，則溫度隨時(shí)間變化測(cè)量完畢。接下來(lái)測(cè)量軸向溫度分布，由下至上每間隔1厘米測(cè)一個(gè)點(diǎn)。6．實(shí)驗(yàn)完畢后，拆除控制電路。所用儀表、元器件、工具等放回原處。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時(shí)間/min控制溫度/℃顯示溫度/℃時(shí)間/min控制溫度/℃顯示溫度/℃3:1625.822.53:32120.051.43:1744.022.73:33120.051.73:1875.823.33:34120.051.93:19102.425.33:35120.252.13:20113.928.73:36120.152.13:21119.132.63:37120.152.13:22120.636.33:38120.152.13:23120.439.83:39120.252.03:24120.342.63:40120.251.93:25120.244.93:41120.251.83:26120.246.63:42120.151.73:27120.148.13:43120.251.53:28120.149.23:44120.151.43:29120.450.03:45120.251.33:30120.250.73:46120.251.13:31120.051.13:47120.151.0表-1加熱釜升溫?cái)?shù)據(jù)記錄表-2加熱釜軸向溫度分布數(shù)據(jù)記錄測(cè)溫點(diǎn)距底部距離/cm溫度/℃測(cè)溫點(diǎn)距底部距離/cm溫度/℃053.920115.8159.021115.6268.222115.4373.023114.4482.324113.4587.025112.2691.026109.9795.327106.5898.828104.39101.929101.310104.83098.311106.63194.312108.73288.313110.83388.014112.23485.515113.53579.416114.43667.717115.23755.718115.63851.819115.8六、數(shù)據(jù)處理根據(jù)表1、表2可以繪制加熱釜升溫圖(圖6)和圖加熱釜穩(wěn)態(tài)軸向溫度分布圖（圖7）。圖6升溫曲線圖7加熱釜穩(wěn)態(tài)軸向溫度分布圖由圖6可以看出，隨著加熱的進(jìn)行，加熱釜的加熱腔溫度在前5分鐘快速上升，并到達(dá)指定溫度120℃，此后溫度一直維持在120℃，伴隨小幅度的上下波動(dòng)，可求得此段平均溫度為120.173℃，稍高與設(shè)定值120℃。而反應(yīng)芯內(nèi)由于是隔壁傳熱，溫度上升的比較慢，升溫速率不斷加快，最終穩(wěn)定在51.5℃左右，可以觀察到到達(dá)穩(wěn)定的時(shí)間為15分鐘，比加熱腔的穩(wěn)定時(shí)間要靠后10分鐘左右，穩(wěn)定之后隨著時(shí)間推移有微小下降趨勢(shì)。由圖7可以看出，隨著距離變化，反應(yīng)芯內(nèi)的穩(wěn)定溫度有所不同，中心部分的溫度最高，而底部和頂部的溫度最低，整體呈現(xiàn)“凸”形分布，所有軸向溫度相對(duì)于中心溫度基本為對(duì)稱分布。七、分析與討論本實(shí)驗(yàn)中可能存在的誤差為：1.在測(cè)量軸向溫度分布時(shí)，向外拔出的距離并不能很好地控制在1cm。停留時(shí)間也不能很好的控制在10s；2.由于計(jì)錄數(shù)據(jù)是每隔1分鐘記一次，可能漏掉重要數(shù)據(jù)，引起實(shí)驗(yàn)誤差。3.測(cè)溫傳感器熱電偶本身存在的誤差八、思考題1，熱電偶為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償？冷端補(bǔ)償有幾種方法？。答：熱電偶靠冷熱兩端溫差產(chǎn)生的電勢(shì)差測(cè)量溫度，設(shè)計(jì)時(shí)其顯示的溫度要求對(duì)應(yīng)的冷端溫度是固定的某一個(gè)值，但是在實(shí)際使用過(guò)程中冷端未必處于該溫度下，所以需進(jìn)行冷端修正/補(bǔ)償。共有5種方法：1）冷端恒溫法：將熱電偶的冷端置于裝有冰水混合物的恒溫容器中，使其溫度保持0℃不變，它可消除t0不等于0℃而引入的誤差。2）計(jì)算修正法：當(dāng)熱電偶的冷端溫度不等于0℃時(shí)，測(cè)得的熱電勢(shì)E(t,t0)與冷端為0℃時(shí)測(cè)的E(t,0℃)不同，可利用下式：E(t,0℃)=E(t,t0)+E(t0,0℃)來(lái)修正，右式第一項(xiàng)為毫伏表直接測(cè)得的熱電勢(shì)，第二項(xiàng)是由t0在該熱電偶分度表查出的補(bǔ)償值，二者相加即可。3）儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法：當(dāng)熱電偶的冷端溫度比較恒定，對(duì)測(cè)量精度要求不太高時(shí)，可將機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整至熱電偶實(shí)際所處的t處，相當(dāng)于在輸入熱電偶的電勢(shì)前就給儀表預(yù)輸入一個(gè)電勢(shì)，此法雖有一定誤差，但很簡(jiǎn)便常用。4）電橋補(bǔ)償法：此法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電壓來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值。5）補(bǔ)償導(dǎo)線法：此法將熱電偶的冷端溫度從溫度較高、變化大的地方轉(zhuǎn)移到溫度較低、變化小的方向，等于延長(zhǎng)了熱電偶。2.如果冷端補(bǔ)償溫度為20℃，測(cè)量?jī)x表顯示的是30℃，則測(cè)量點(diǎn)的真實(shí)溫度是多少？答：50℃3.什么叫位式控制？位式控制需要設(shè)定幾個(gè)溫度？答：位式控制又稱通斷式控制，是將測(cè)量值與設(shè)定值相比較之差值經(jīng)放大處理后，對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象作開或關(guān)控制的調(diào)節(jié)。位式控制又分二位式控制和三位式控制，分別介紹如下：二位式控制：是指用一個(gè)開關(guān)量控制負(fù)載方式，具有接線簡(jiǎn)單、可靠性高成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合十分廣泛。2、三位式控制：是指用二個(gè)開關(guān)量控制分別控制二個(gè)負(fù)載，一般情況下一個(gè)設(shè)置為主控，另一個(gè)為副控，是為了克服二位式控制容易產(chǎn)生的調(diào)節(jié)速度與過(guò)沖量之間的矛盾面發(fā)展的一種控制方式。只需設(shè)定1個(gè)溫度。4.什么叫PID控制？需要設(shè)定幾個(gè)溫度？答：PID控制指能同時(shí)進(jìn)行比例控制、微分控制與積分控制的控制。只需要設(shè)定一個(gè)目標(biāo)溫度。5．簡(jiǎn)要敘述PID控制中P、I、D三個(gè)字母的含義。答：P：比例控制，輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)與輸入信號(hào)（偏差）成比例關(guān)系，調(diào)節(jié)速度較快I：積分控制，輸出變化量與輸入的偏差的積分成正比，可消除余差D：微分控制，輸出變化量與輸入的偏差信號(hào)的變化速度成正比，可實(shí)現(xiàn)超前控制。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)報(bào)告四——哈希表查找名字（字符串）實(shí)驗(yàn)題目：哈希表查找名字（字符串）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：輸入一組名字（至少50個(gè)），將其保存并利用哈希表查找。輸出哈希查找沖突次數(shù)，哈希表負(fù)載因子、查找命中率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：哈希表和數(shù)組（二維）。二維數(shù)組用于靜態(tài)順序存儲(chǔ)名字（字符串），哈希表采用開放定址法，用于存儲(chǔ)名字（字符串）對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字并實(shí)現(xiàn)對(duì)名字（字符串）的查找。需要的操作有：1.關(guān)鍵字求?。ㄖ骱瘮?shù)中兩次出現(xiàn)，未單獨(dú)編為函數(shù)）關(guān)鍵字key=abs（字符串首位ASCII碼值-第二位ASCII碼值+第（[n2]+1）位ASCII碼值-最后一位ASCII碼值-倒數(shù)第二位ASCII碼值）*2.處理關(guān)鍵字的哈希函數(shù)（Hash）利用平方取中法求關(guān)鍵值key在哈希表中的位置。公式add=（key*key）%1000/LENGTH（add為key在哈希表中的地址）。intHash(intkey){return((key*key)/1000%LENGTH);}3.處理哈希表中沖突的函數(shù)（Collision）利用線性探測(cè)再散列處理沖突，利用全局變量count統(tǒng)計(jì)沖突次數(shù)。intCollision(intkey,intHashtable[]){inti;for(i=1;i<=LENGTH;i++) {if(Hashtable[(Hash(key)+i)%LENGTH]==-1)return((Hash(key)+i)%LENGTH);count++; }}4.哈希表初始化（InitHash）voidInitHash(intHashtable[]){inti;for(i=0;i<LENGTH;i++)Hashtable[i]=-1;}5.向哈希表中插入關(guān)鍵字（InsertHash）voidInsertHash(intkey,intHashtable[]){intadd;add=Hash(key);if(Hashtable[add]==-1)Hashtable[add]=key;else {add=Collision(key,Hashtable);Hashtable[add]=key; }}6.查找關(guān)鍵字在哈希表中的存儲(chǔ)位置（SearchHash）intSearchHash(intkey,intHashtable[]){intadd;add=Hash(key);if(Hashtable[add]==key)returnadd;while(Hashtable[add]!=key&&Hashtable[add]!=-1)add=Collision(key,Hashtable);returnadd;}7.輸出哈希表（PrintHash）（幫助調(diào)試用）voidPrintHash(intHashtable[]){inti;for(i=0;i<LENGTH;i++)if(Hashtable[i]!=-1)printf("%3d:%d\n",i+1,Hashtable[i]);}8.求字符串長(zhǎng)度（strlen）（函數(shù)庫(kù)<string.h>包含）以及求整數(shù)的絕對(duì)值（abs）（函數(shù)庫(kù)<math.h>包含）算法設(shè)計(jì)：1建立長(zhǎng)度為L(zhǎng)ENGTH的哈希表Hash（LENGTH具體值由宏定義決定）。2輸入要插入的字符串總數(shù)num（num小于等于LENGTH），再輸入num個(gè)字符串，將這num個(gè)字符串的關(guān)鍵值key計(jì)算出來(lái)后插入哈希表中。3輸出哈希表（幫助調(diào)試用，并非實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?依次查找這num個(gè)字符串對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字在哈希表中位置，并統(tǒng)計(jì)沖突次數(shù)，記為count。根據(jù)公式計(jì)算負(fù)載因子和命中率（負(fù)載因子=表中填入的記錄數(shù)/哈希表的長(zhǎng)度，命中率=元素個(gè)數(shù)/查找次數(shù)）。輸出元素個(gè)數(shù)、沖突次數(shù)、查找次數(shù)、負(fù)載因子、命中率。源程序（將LENGTH定義為60，實(shí)際調(diào)試中定義為60和100各一次）：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>#include<string.h>#defineLENGTH60/*實(shí)際調(diào)試中定義為60和100各一次*/intHash(intkey);intCollision(intkey,intHashtable[]);voidInitHash(intHashtable[]);voidInsertHash(intkey,intHashtable[]);intSearchHash(intkey,intHashtable[]);voidPrintHash(intHashtable[]);intcount=0,num=0;voidmain(){inti,key,collapsetime,searchtime,Hash[LENGTH];floatloadelem,hitprob;charnames[LENGTH][20];InitHash(Hash);printf("inputthenumberofnames(number<=%d).\n",LENGTH);scanf("%d",&num);printf("inputnames.\n");for(i=0;i<num;i++) {scanf("%s",&names[i]); key=(abs((int)names[i][0]-(int)names[i][1]+(int)names[i][strlen(names[i])/2]-(int)names[i][strlen(names[i])-2]-(int)names[i][strlen(names[i])-1]))*strlen(names[i]); /*上式為關(guān)鍵字求取，公式：關(guān)鍵字key=abs（字符串首位ASCII碼值-第二位ASCII碼值+第（[n/2]+1）位ASCII碼值-最后一位ASCII碼值-倒數(shù)第二位ASCII碼值）*字符串長(zhǎng)度（abs為求整數(shù)絕對(duì)值的函數(shù)）。*/InsertHash(key,Hash); } count=0;/*將count置零，清除插入過(guò)程中產(chǎn)生的沖突次數(shù)*/PrintHash(Hash);for(i=0;i<num;i++) { key=(abs((int)names[i][0]-(int)names[i][1]+(int)names[i][strlen(names[i])/2]-(int)names[i][strlen(names[i])-2]-(int)names[i][strlen(names[i])-1]))*strlen(names[i]); /*上式為關(guān)鍵字求取，公式同上*/SearchHash(key,Hash); }collapsetime=count;searchtime=count+num;loadelem=(float)num/LENGTH;hitprob=(float)num/searchtime;printf("元素個(gè)數(shù)：%d\n",num);printf("沖突次數(shù)：%d\n",collapsetime);printf("查找次數(shù)：%d\n",searchtime);printf("負(fù)載因子：%f\n",loadelem);printf("命中率=總?cè)藬?shù)/查找數(shù)：%f\n",hitprob);}intHash(intkey)/*處理關(guān)鍵字的哈希函數(shù)*/{return((key*key)/1000%LENGTH);}intCollision(intkey,intHashtable[])/*處理哈希表中沖突*/{inti;for(i=1;i<=LENGTH;i++) {if(Hashtable[(Hash(key)+i)%LENGTH]==-1)return((Hash(key)+i)%LENGTH); count++;/*統(tǒng)計(jì)沖突次數(shù)*/ }}voidInitHash(intHashtable[])/*初始化哈希表*/{inti;for(i=0;i<LENGTH;i++)Hashtable[i]=-1;}voidInsertHash(intkey,intHashtable[])/*向哈希表中插入關(guān)鍵字*/{intadd;add=Hash(key);if(Hashtable[add]==-1)Hashtable[add]=key;else { add=Collision(key,Hashtable);/*處理哈希表中沖突，注意：這里count也會(huì)計(jì)數(shù)，所以結(jié)束插入過(guò)程后應(yīng)將count清零*/Hashtable[add]=key; }}intSearchHash(intkey,intHashtable[])/*查找關(guān)鍵字在哈希表中的地址*/{intadd;add=Hash(key);if(Hashtable[add]==key)returnadd;while(Hashtable[add]!=key&&Hashtable[add]!=-1) add=Collision(key,Hashtable);/*處理哈希表中沖突*/returnadd;}voidPrintHash(intHashtable[])/*輸出哈希表（幫助調(diào)試用）*/{inti;for(i=0;i<LENGTH;i++)if(Hashtable[i]!=-1)printf("%3d:%d\n",i+1,Hashtable[i]);}截圖第一組（LENGTH宏定義為60）輸入：50個(gè)名字（字符串，采用英文單詞）輸出結(jié)果：輸出：1.哈希表（幫助調(diào)試用）2.實(shí)驗(yàn)要求的各項(xiàng)參數(shù)元素個(gè)數(shù)：50，沖突次數(shù)：77，查找次數(shù)：127，負(fù)載因子：0.833333，命中率：0.393701.根據(jù)線性探測(cè)在散列成功查找時(shí)的公式ASL=12(1+11-α)（其中，ASL表示平均查找長(zhǎng)度，α表示負(fù)載因子）。ASL=3.5，總平均查找次數(shù)為175，平均命中率為0.285714。顯然，本程序?qū)崿F(xiàn)的哈希查找在截圖第二組（LENGTH宏定義為100）輸入：50個(gè)名字（字符串，采用英文單詞）輸出：1.哈希表（幫助調(diào)試用）2.實(shí)驗(yàn)要求的各項(xiàng)參數(shù)元素個(gè)數(shù)：50，沖突次數(shù)：27，查找次數(shù)：77，負(fù)載因子：0.500000，命中率：0.649351.根據(jù)線性探測(cè)在散列成功查找時(shí)的公式ASL=12(1+11-α)（其中，ASL表示平均查找長(zhǎng)度，α表示負(fù)載因子）。ASL=1.5，總平均查找次數(shù)為75，平均命中率為0.666667。顯然，本程序?qū)崿F(xiàn)的哈希查找在附：輸入的50個(gè)字符串a(chǎn)bandonalacrityarchipelagoassessattenuatebigotbrakebuffooncircumspectcommittedconfrontconstringeconvictioncovendefusedetractdimensiondiscreditdoldrumsencomiumennobleepitheteuphemismexcursivefeasiblesensitiveshrewdstationarygreasyobscurepersistentprevalentprominentrelevantvulnerableinevitablypresumablyguaranteelegislationmechanismpatternessencereputationthresholdoverwhelmhinderwreckwiltfloutnovel實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得：構(gòu)造合適的關(guān)鍵字和哈希函數(shù)對(duì)于增加命中率非常關(guān)鍵，哈希函數(shù)最終選用了平方取中法。而關(guān)鍵字，對(duì)于字符串形式的存儲(chǔ)元素作用相當(dāng)重要。起初打算用（字符串首位ASCII碼值*字符串長(zhǎng)度）作為關(guān)鍵字，但發(fā)現(xiàn)命中率不到0.2；因此加上了最后一位和第二位，命中率可提高到0.26（仍不如平均狀況）；加上倒數(shù)第二位提高到0.3，最后加上第（[n/2]+1）位形成了五位相加減的狀況，將命中率提高到了現(xiàn)在的0.39（以上所述的狀況是LENGTH為60，輸入字符串?dāng)?shù)目為50，這也是調(diào)試所用的宏定義狀況，第二組輸出結(jié)果是將LENGTH直接改為100時(shí)實(shí)現(xiàn)的）。這充分表明了本次實(shí)驗(yàn)需要一定的耐心。三用表的設(shè)計(jì)任務(wù)單：238號(hào)1表頭滿偏電流50μA2DC.A：引入電流0.18mA3表頭內(nèi)阻+附加串聯(lián)電阻為Rg=3.3KΩ已知參數(shù)：1．每人的任務(wù)條(每人不同，最后將任務(wù)條并設(shè)計(jì)作業(yè)一齊訂好上交！)A．直流電流檔的引入電流0.18mA(每人不同)B．測(cè)量機(jī)構(gòu)總阻值（內(nèi)阻+附加電阻=電阻Rg3.3KΩ，每人不同）2．公共參數(shù)(每人相同)A.測(cè)量機(jī)構(gòu)的電流靈敏度：滿刻度電流IS50μA（每人不同）B．DC．A：2.5級(jí)1mA10mA5AC．DC．V：2.5級(jí)2.5V10V250V輸入阻抗為：1/ISD．AC．V：5.0級(jí)10V50V250V1000V輸入阻抗為；4KΩ/v整流系數(shù)為：0.441，二極管正向電阻為：600Ω交流調(diào)節(jié)電阻為2K～3KE．Ω：2.5級(jí)×1×10×100（擴(kuò)展量程×1K）電阻中心值：22Ω工作電池：1.6～1.2V二、各量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)：1．DC.A量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)和分電路調(diào)試圖：(1)DC.A量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)一個(gè)多量程環(huán)形分流式直流電流表，如下圖。 設(shè)表頭內(nèi)阻為Rg，電流靈敏度為Ig，擴(kuò)大的電流量程為I1、I2、I3、I引，計(jì)算各分流電阻R1、R2、R3、R4。1）當(dāng)電流為I引時(shí)，Rs=R1+R2+R3+R4=Ig*Rg/（I引－Ig）=0.00005*3300/(0.00018-0.00005)=1296.2308Ω2）當(dāng)電流為I3時(shí)，R1+R2+R3=Ig*(Rg+Rs)/I3=0.00005*(3300+1296.2308)/0.001=229.8115Ω3）當(dāng)電流為I2時(shí)，R1+R2=Ig*(Rg+Rs)/I2=0.00005*(3300+1296.2308)/0.01=22.9811Ω4)R1=Ig*(Rg+Rs)/I1=0.00005*(3300+1296.2308)/5=0.04596Ω由2）3）4）可得R2=22.9811-0.04596=22.9351ΩR3=229.8115-22.9811=206.8304Ω5）R4=Rs-(R1+R2+R3)=1296.2308-229.8115=1066.4193Ω(2)DC.A量程的分電路調(diào)試圖。2．DC．V量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)和分電路調(diào)試圖：（1）DC.V量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)多量程直流電壓表電路，如下圖。設(shè)表頭內(nèi)阻為Rg，電流靈敏度為Ig。先計(jì)算R1R1=U1/Ig-Rg=2.5/0.00005-3300=46700Ω然后再用一段電路的歐姆定律分別計(jì)算R2，R3R2=(U2-U1)/Ig=(10-2.5)/0.00005=150000ΩR3=(U3-U2)/Ig=(250-10)/0.00005=4800000Ω（2）DC.V量程的分電路調(diào)試圖：3．AC。V量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)和分電路調(diào)試圖：（1）AC.V量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)。交流電壓的分流電阻計(jì)算和直流相似。交流電壓的分壓電阻電路如下圖。設(shè)表頭內(nèi)阻為Rg，電流靈敏度為Ig。1)根據(jù)給定的交流電壓靈敏度（輸入阻抗Z）計(jì)算出交流引入電流（二極管前）I=1/Z=1/4000=0.00025A2)由交流引入電流I計(jì)算出半波整流后的（二極管后）的電流Ik=I*0.435=0.00013)計(jì)算分流電阻R=Ig*Rg/(Ik-Ig)=0.00005*3300/(0.00010875-0.00005)=2808.510638Ω4)可調(diào)電阻RP一般由經(jīng)驗(yàn)取輸入阻抗Z的一半RP=Z/2=2000Ω5)計(jì)算Uo=Ug+URP+UVD1。式中，Ug是測(cè)量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻Rg上的電壓；UR是電位器RP上的電壓；UVD1是二極管VD1上的壓降，硅管UVD1=0.65V。Uo=Ug+URP+UVD1=Ig*Rg+RP*Ik+UVD1=0.00005*3300+2000*0.00010875+0.65=1.0325V6)參考上圖，計(jì)算各分壓電阻：R1=(U1-Uo)/I=(10-1.0325)/0.00025=35870ΩR2=(U2-U1)/I=(50-10)/0.00025=160000ΩR3=(U3-U2)/I=(250-50)/0.00025=800000ΩR4=(U4-U3)/I=(1000-250)/0.00025=3000000Ω圖中C為濾波電容，約為5uF，防止整流后的脈動(dòng)波形使表的指針不停的小幅擺動(dòng)，VD2為保護(hù)二極管。（2）AC.V量程的分電路調(diào)試圖4．Ω量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)和分電路圖：(1)Ω量程的元件參數(shù)設(shè)計(jì)1.擋基本電路如上圖所示是電阻檔基本電路，其中RP為調(diào)零電位器；RP和Rd組成分流電阻。1)電位器RP觸點(diǎn)移到b點(diǎn)，電池電壓最高（E=1.6V）。此時(shí)分流電阻為Rb(分流電阻小，分流電流大)。2)電位器RP觸點(diǎn)移到a點(diǎn)，電池電壓最低（E=1.2V）。此時(shí)分流電阻為Rb+RP(分流電阻大，分流電流小)。3)電位器RP觸點(diǎn)移到b、a之間，電池電壓為標(biāo)準(zhǔn)（E=1.5V），此時(shí)分流電阻為Rb及RP的一部分之和。2.零支路電阻Rb和RP的計(jì)算各檔電阻中心值：低倍率擋，R×1的電阻中心值RZ1=22Ω中倍率擋，R×10的電阻中心值RZ2=220Ω高倍率擋，R×100的電阻中心值RZ3=2200Ω最高倍率擋，R×1k的電阻中心值RZ4=22kΩ先以電阻測(cè)量高倍率檔電阻中心值RZ3計(jì)算E不同時(shí)的電流，以保證Rx=0時(shí)能調(diào)零。例如，RZ3=2200時(shí)，（b點(diǎn)）Imax=1.6V/2200Ω=727μA，（a點(diǎn)）Imin=1.2V/2200Ω=545μA，（c點(diǎn)）I標(biāo)＝1.5V/2200Ω=682μA。當(dāng)已知流過(guò)表頭滿刻度電流為Ig，表頭內(nèi)阻為Rg時(shí)，計(jì)算如下1)當(dāng)RP指在a點(diǎn)時(shí)的總分流電阻Rb+RP;Rb+RP=Ig*Rg/(Imin-Ig)=0.00005*3300/(0.000545-0.00005)=333.33333Ω2)當(dāng)RP指在b點(diǎn)時(shí)的分流電阻Rb;Rb=(Rb+RP)*Imin/Imax=333.33333*0.000545/0.000727=249.88537Ω3)計(jì)算分流電位器RP;RP=(Rb+RP)-Rb=83.44796Ω3.串聯(lián)電阻Rd的計(jì)算：串聯(lián)電阻Rd是由低壓高倍率的電阻中心值RZ3確定的。因?yàn)殡娢黄鱎P是變數(shù)，設(shè)電位器RP觸點(diǎn)在中間，阻值為RP/2，接入Rd后，該檔的總內(nèi)阻等于RZ3，因此有Rd=RZ3-(Rg+RP/2)*(Rb+RP/2)/[(Rg+RP/2)+(Rb+RP/2)]=1931.795057Ω4.各倍率電阻的計(jì)算：各倍率電阻的電路如下圖所示。1)設(shè)R1為中心電阻RZ1=22Ω時(shí)的并聯(lián)電阻，考慮電池內(nèi)阻ro一般為0.9~1.1Ω，從端口看RZ1-ro=RZ3//R。取ro=1Ω，則有R16=(RZ1-ro)*RZ3/[RZ3-(RZ1-ro)]=(22-1)*2200/(2200-(22－1))=21.202386Ω2)設(shè)R2為中心阻值RZ2=220Ω時(shí)的并聯(lián)電阻，同樣有R17=RZ2*RZ3/(RZ3-RZ2)=220*2200/(2200-220)=244.444444Ω3)設(shè)R3為中心阻值RZ2=2200Ω時(shí)的并聯(lián)電阻，則有R18=RZ3*RZ3/(RZ3-RZ3)=∞4)設(shè)R1k為測(cè)量最高倍率檔（R×1k）串聯(lián)電阻，由于其電阻中心值太大，致使靈敏度降低到端口短接（RX=0）時(shí)也無(wú)法調(diào)零，故需增加電源電壓。由于最高倍率檔電阻中心值RZ4=22kΩ，比高倍率擋大十倍，因而電源電壓也大十倍，選電源EE為15V的層疊電池，同時(shí)無(wú)分流電阻（R3=∞），可見最高倍率擋也無(wú)法分流電阻，工作電流與高倍率擋相同。則高倍率擋串聯(lián)電阻R1k=RZ4-RZ3-REE=22000-2200-1000=18800Ω式中REE為電源EE的內(nèi)阻，約為1kΩ。(2)Ω量程的分電路調(diào)試圖三、總線路圖DC.V擋DC.AAC.VΩ擋四、校驗(yàn)圖及達(dá)到的精度等級(jí)：DC.A校驗(yàn)圖和校驗(yàn)精度等級(jí)的表格：接入電流源電流端接入電流A電流表輸出電流μA理論輸出電流μAI155050.05/316.6750/3≈16.66710/333.33100/3≈33.333I20.015050.00.01/316.6750/3≈16.6670.02/333.33100/3≈33.333I30.0015050.00.001/316.6750/3≈16.6670.002/333.33100/3≈33.333I引0.000185050.00.0000616.6750/3≈16.6670.0001233.33100/3≈33.333DC.A準(zhǔn)確度等級(jí)為±k%=0.03/50*100%=0.06%<2.5%,滿足要求。DC.V校驗(yàn)圖和校驗(yàn)精度等級(jí)的表格：接入電壓源電壓端接入電壓V電流表輸出電流μA理論輸出電流μAU12.55050.02.5/316.6750/3≈16.6675/333.33100/3≈33.333U2105050.010/316.6750/3≈16.66720/333.33100/3≈33.333U32505050.0250/316.6750/3≈16.667500/333.33100/3≈33.333DC.V準(zhǔn)確度等級(jí)為±k%=0.03/50*100%=0.06%<2.5%,滿足要求。AC.V校驗(yàn)圖和校驗(yàn)精度等級(jí)的表格：1).10V交流電壓擋檢校：（合上1）U1/V電流表示數(shù)實(shí)驗(yàn)值/μA理論輸出電流μA絕對(duì)誤差/μA最大絕對(duì)誤差/μA1051.3250.01.321.7910/314.8750/3≈16.667-1.7920/333.09100/3≈33.333-0.24AC.V10V擋準(zhǔn)確度為：±k%=1.79/50*100%=3.58%<5%,滿足要求。2).50V交流電壓擋校驗(yàn)(合上2)U2/V電流表示數(shù)實(shí)驗(yàn)值/μA理論輸出電流μA絕對(duì)誤差/μA最大絕對(duì)誤差/μA5051.7550.01.751.7550/316.8350/3≈16.6670.16100/334.27100/3≈33.3330.94AC.V50V擋準(zhǔn)確度為：±k%=1.75/50*100%=3.5%<5%，滿足要求。3).250V交流電壓擋校驗(yàn)（合上3）：U3/V電流表示數(shù)實(shí)驗(yàn)值/μA理論輸出電流μA絕對(duì)誤差/μA最大絕對(duì)誤差/μA25051.8950.01.891.89250/317.2150/3≈16.6670.54500/334.52100/3≈33.3331.19AC.V250V擋準(zhǔn)確度為：±k%=1.89/50*100%=3.78%<5