『壹』 探究常见能量控制装置是怎样工作 实验记录
1）实验通知单 2）学生实验报告单 3）教师分组实验报告单 4）教师演示实验报告单 5）仪器出借单 6）借还登记
『贰』 电路实验报告怎么写
单相交流电路的实验报告 目标：开发交流传动实验系统，能够对交流传动产品进行包括供电装置（如变压器、高压柜等）在内的主变流器、异步电动机及其控制系统的综合试验。附图1：交流传动电力机车牵引系统原理图。系统采用交流牵引电机背靠背的方式取代直流电机作为陪试机，用变流器取代原直流发电机—同步机组，直接向接触网，在达到试验目的的前提下大大减小能源消耗。附图2：原交流传动试验系统原理电路图。附图3：能量反馈型交流传动试验系统原理电路图。系统主要由主电路部分、控制部分和测试部分组成，分别要求完成以下内容:2、设计内容与要求1）试验系统主电路的设计和部件选型① 主电路结构的设计，基本部件的确定；② 陪试牵引变压器的选型；③ 陪试变流器的选型；④ 陪试交流牵引电机选型；2）试验系统控制部分的设计① 主电路工作原理分析；② 控制电路工作原理分析；③ 保护电路工作原理分析；④ 控制系统的总体结构设计；⑤ PLC的选型、硬件配置、控制协议的确定；⑥ PLC程序流程的编写。3）试验系统测试部分的设计① 测试系统的工作原理分析；② 测试传感器的选型；③ 工控机、信号调理装置、PCI采集板卡等的选型；④ 电路监测和保护的设计；⑤ LABVIEW程序流程的编写。4）系统设计要求：① 试验系统主要由10kV电网，单相交流供电的综合试验电源系统，被试变流器，交流牵引电机，陪试变流器，反馈变压器，控制电源，三相AC380V动力电源，测试和控制系统等组成。② 根据试验系统总体电路，计算10kV、50Hz电网单相、三相所需的的容量，计算三相电压不平衡度及对三相电网的影响。③ 单相交流供电的综合试验电源系统参数要求：? 单相升压变压器（10kV/25kV）实现单相25kV/50Hz电源，容量4000kVA，在输入电压允许变化范围内保证输出电压变化范围17.5~31kV。? 牵引变压器的牵引绕组的短路阻抗设计为25%，同时通过配备可调的电抗器来调节支路短路阻抗以实现不同综合试验的需求。? 电源系统的保护至少应包括：高压警示、电流速断保护、电流过流保护、变压器保护（温升保护、压力保护、瓦斯保护等）等。④ 通用陪试变流器参数要求：? 输出三相对称的电压，输出电压范围0~2200V RMS；? 输出电流范围0~1300A RMS，输出频率范围0~200Hz；? 输出的最大功率≥3200kVA。⑤ 平台负载系统要求：? 采用交流牵引电机背靠背的方式作为陪试机，通过陪试牵引变流器和牵引变压器直接向接触网反馈能量；? 被试变流器的最大功率按照2800kW设计，被试异步牵引电动机的最大功率按照1250kW设计；? 平台电机负载的保护应包括：高压警示、电流速断保护、过流保护、过压保护、电机温升保护、电机超速保护、短路保护、接地保护、缺相保护、陪试变流器保护（过流保护、过压保护、接地保护、超温保护、低温保护、失压保护、水位保护等）、陪试变压器保护（温升保护、压力保护、瓦斯保护等）等。⑥ 测试系统的准确度满足：交直流电流、电压基波、有效值的测量准确度不低于±0.5%，转速测量准确度不低于±0.1%或±1r/min，转矩测量准确度不低于±1％，功率测量准确度不低于±1%。⑦ 其他性能要求：☆ 可靠性要求：系统能满足长时间、间断稳定运行。☆ 安全性：系统应保证人身、设备安全。☆ 易操作性：系统应提供友好人机界面，操作简单。⑧ 系统设计完成后的资料整理扩声电路实验报告怎么写 一、直观检查法 直观检查法是断开电源后立即进行。不用仪器、仪表，凭直观的感觉，调动视觉、听觉、嗅觉、触觉等4种感觉特性，进行判断。这种检查方法虽然准确性较差些，但速度快，直观检查法尤其对电源故障检查很有用。 一看观察机器或部件及其外部结构。看按键开关、接口、指示灯有无松动，线路板接绪有无脱落，有无虚焊、变色、裂痕、爆裂等现象，保险丝有无烧断、打火、冒烟、变形、未卡住等问题，采用眼睛，直接识别和判断。 二听轻轻翻动机器或部件，摇摆摇摆，听听有无零件散落或螺丝钉脱落情况，是否有碰击声。作连续翻转有无不正常的“吱吱”声或“啪啪”的打火声（通电时）。如果有这些现象，故障可能出现在这些地方。 三闻用鼻子闻闻有无烧焦气味，找到气味来源，故障可能出一放出异味的地方。 四摸用手摸摸变压器外壳（断电后进行），不要触及接线端子，因为有时因充电电容存在，电压甚高，危及安全。感觉一下，是否超过正常温度、发烫，无法触摸。功率管有无过热或冰凉现象。调整管有无过热或冰凉不热现象。如果有这些现象，问题可能出现在这些地方。 二、试探法 试探法是针对怀疑部分的电路采用比较、分割、替代、模拟等试探手段，寻找故障所在，然后排除。具体方法如下： 1、比较找一台与故障机完全相同型号的机器，在专业设备中利用同一台机器的左、右声道部件，测量相对应部分的电压、电阻、电流数量，再加以比较，找到故障所在。 2、分割将某部分电路与其他部分脱开，接上外加电源，注入信号，进行判断。 3、替代用好的元件替代怀疑元件，或将左、右声道部件对换，尤其对于集成电路块可以这样进行。如果部件对换之后，机器恢复正常，则说明该部件存在问题或损坏。 4、模拟温度模拟，采用电吹风加热，或用酒精降温，进行温度性能检查，振动模拟是使用细的塑料绝缘棒轻击某些部件，看看电路工作状况，可以发现某些虚焊现象，检查故障所在。这种方法一般由技术熟练者进行，否则，容易出现故障加重现象。 三、静态参数测量法 静态参数的测量必须持有厂家生产设备的维修手册，注明各个元器件端点静态工作电流、或电压，利用万用表测量电路各个部分的电流、电压或电阻值，看是否与标称值相符合。 1、电阻测量 用万用表的欧姆档×100或×1K档，不要使用R×10K档，因为这档上电表内接22.5伏电池，对晶体管测量不合适，容易损坏晶体管。在断电的情况下测量，若有充电电容存在，必须用绝缘的螺丝起锥充分放电后进行。测量线路中电阻必须焊开一端，否则测量不准确。 2、电压测量 在作此测量过程中要考虑万用表内阻对测量值的影响。静态测量值与动态测量值（加入信号时）不相同，这一点应当注意。测量静态时各晶体管管脚，电阻、电容端电压是否与标称值一致，晶体管脚相对电压能判断管子是否损坏。 3、电流测量 采用直接测量时，将电流表串入电路中，检查电流大小。采用间接测量时，测量两端电压，用电阻值去除电压值，便得到电流值大小。 除静态参数测量外，还可使用动态检查法，利用信号源和示波器，注入信号直接检查，对电路进行判断。这种方法直接、准确，并且不容易损坏元器件，还可对电路和机械结构进行调整和校对。
『叁』 步进电机控制综合实验
ZHENG EQU 30H
FAN EQU 31H
NO EQU 32H
AS EQU 33H
SS EQU 34H
ORG 00H
AJMP MAIN
ORG 03H
AJMP SUB_INT0
ORG 30H
MAIN: MOV 10H,#01H
MOV 11H,#03H
MOV 12H,#02H
MOV 13H,#06H
MOV 14H,#04H
MOV 15H,#0CH
MOV 16H,#08H
MOV 17H,#09H
MOV 20H,#50
MOV 21H,#25
MOV 22H,#10
MOV 23H,#05
CLR ZHENG
CLR FAN
CLR NO
CLR AS
CLR SS
MOV R1,#20H
MOV A,@R1
MOV R5,A
MOV IE,#10000001B
SETB IT0
MOV R0,#0FH
LOOP: JNB ZHENG,LP
CALL GO
LP: JNB FAN,LOOP
CALL BACK
AJMP LOOP
;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(中断)
SUB_INT0:
SCAN: MOV A,P0
CPL A
ANL A,#00011111B
JNZ SCAN1
AJMP SCAN
SCAN1: CALL DELAY1
MOV A,P0
CPL A
ANL A,#00011111B
JZ SCAN
CALL RDKEY
RETI
RDKEY: MOV A,P0
JNB ACC.0,STOP
JNB ACC.2,REV
JNB ACC.1,FOR
JNB ACC.3,ADDSPEED
JNB ACC.4,SUBSPEED
STOP: SETB NO
RET
FOR: SETB ZHENG
RET
REV: SETB FAN
RET
ADDSPEED:SETB AS
RET
SUBSPEED:SETB SS
RET
;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(正转)
GO: CLR ZHENG
CLR FAN
CLR NO
CLR AS
CLR SS
INC R0
MOV A,R0
CJNE A,#18H,GO2
MOV R0,#10H
GO2: MOV P2,@R0
MOV A,@R1
MOV R5,A
CALL DELAY
JB NO,RETURN
JB ZHENG,RETURN
JB FAN,RETURN
JNB SS,GO3
CALL JIAN
GO3: JNB AS,GO4
CALL JIA
GO4: AJMP GO
;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(反转)
BACK: CLR ZHENG
CLR FAN
CLR NO
CLR AS
CLR SS
DEC R0
MOV A,R0
CJNE A,#0EH,TT
MOV R0,#17H
SJMP BACK2
TT: CJNE A,#0FH,BACK2
MOV R0,#17H
BACK2: MOV P2,@R0
MOV A,@R1
MOV R5,A
CALL DELAY
JB NO,RETURN
JB ZHENG,RETURN
JB FAN,RETURN
JNB AS,BACK3
CALL JIA
BACK3: JNB SS,BACK4
CALL JIAN
BACK4: AJMP BACK
;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(加速)
JIA: MOV A,R1
CJNE A,#23H,JIA1
RET
JIA1: INC R1
RET
;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(减速)
JIAN: MOV A,R1
CJNE A,#20H,JIAN1
RET
JIAN1: DEC R1
RET
RETURN:RET
DELAY:
D1: MOV R6,#50
D2: MOV R7,#150
D3: DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
DJNZ R5,D1
RET
DELAY1: MOV R6,#60
D4: MOV R7,#100
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D4
RET
END
『肆』 三相异步电机其他控制电路心得体会
第一个是三相异步电动机控制电路的连接。
这个看似简单的实验，其实没想象中的简单。为了做好这个实验，我们要经过不断的尝试，试错。不过我觉得收获还是很丰厚的，通过这个实训我们掌握了控制电路的接线及检查方法；通过学习低电压电器的有关知识，我们了解了控制电路基本环节的作用，并掌握了三相异步电动机的几种起动控制电路的工作原理。
在实验中有许多要注意的地方，第一，连接线路前要检查元件是否故障，空气开关螺钉连接处是否松脱，能否实现短路、过载等保护；接触器螺钉是否松脱，线圈是否松动，通电运行时是否会过热；控制按钮触点接触是否良好。第二，线路连接过程中避免粗心大意，开关控制按钮有常开常闭两对触点，接线时将两者弄混，可能会导致电路无法正常工作。第三，接线时部分铜导线不能有裸露在外的部分，否则连接机械强度低，或端排螺丝紧固程度不够，导线易脱落，发生短路或触电事故。第四，整体接线分布要有条理，否则不易查线和检修。尽量使用长度适宜的导线，减少导线数量。
这个部分我最大的感触就是要有心细、谨慎的工作作风，在接线的时候一定要保持注意力高度集中，哪里接错了一根线都不会出效果，同时还要有耐心，面对越来越多的接线，不要有怕麻烦的心理，思路不要乱，对照电路图耐心细致地接好每一根线。接好线路后再仔细检查一遍，确定无误后再交付老师评分。我们不仅要会接电路，还要会知晓原理，为什么要这么接，弄清了原理再去接线就会有理论指导，有理有据，而且也更不易出错。
电机及拖动基础对于我们专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课，我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系，所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义，对于我将来的工作也很重要。电机控制实习让我提前了解了电机的控制方法，结合了理论和实际。
在电机控制接线过程中使我懂得了互助合作的重要性。接线工作不是一个人的事情，也是一个人需要较长时间才能完成的，通过与搭档的合作可以取长补短使自己学到更多的知识，并且使工作变的事半功倍。团队精神，互帮互助，这是保证自己成功的最重要的因素之一。
『伍』 plc电梯实训小结
基于DSP&IPM的电梯用变频调速电机优化控制
摘 要: 在分析考虑铁损时电梯用异步电机在同步旋转坐标系统下数学模型的基础上，通过研究不同运行条件下电机损耗与转子磁通的关系，实现矢量控制变频调速异步电机的优化控制。为了进一步提高电机的调速性能，根据电机矢量控制的基本原理，利用数字信号处理器和智能功率模块，给出了矢量控制硬件实现，并阐述了系统的软件实现方法。实验表明，电梯用异步电机矢量控制变频调速系统能平稳运行，具有较好的静、动态特性，可以广泛地应用于电梯用电机拖动的电气传动系统中。
关键词: 电梯用异步电机;矢量控制;铁损;优化控制
Optimal Control of VVVF Speed Regulation Motor for Elevator
based on DSP&IPM
0 引言
随着城市建筑业的发展，对高层建筑电梯的电机调速系统要求越来越高。由于受到数位分析方法和工具的限制，现在建立电梯用异步电机电动机动态数学模型和仿真模型时通常忽略铁损。而电梯用异步电机电机中的铁损是确实存在的，这就会使得输出转矩发生偏差，影响控制精度[1]。同时因矢量控制的实现需要实时地完成坐标变换、电流及转速检测、磁链估计、PWM信号产生及故障保护等多种功能，因此控制算法涉及大量的实时计算。过去这种高性能的交流电梯用异步电机电机控制系统的实现结构相当复杂[2]。近年来，由于微电子和计算机技术的进步，尤其是具有较强计算能力的数字信号处理器（DSP）和智能功率模块（1PM）的出现，使得设计出结构简单的矢量系统成为可能。本文详细阐述了矢量控制系统的硬件组成和优化算法的软件设计方法。实验结果表明，该矢量控制系统的实现具有优良的动、静态调速性能，是目前实时性较强、性能较为优异的一种调速系统，变频调速电梯具有节能、提升速度快、平层准确、舒适感好等优点提供了动力保障。
1 控制原理
1.1考虑铁损时电梯用异步电机电动机在同步旋转坐标系dq轴的数学模型
根据交流电机理论，电梯用异步电动机可通过坐标变换等效成同步旋转坐标系dq轴下的两相电机模型，相比常规采用的dq轴电机模型，定子上增加了两个铁损等效绕组，由此可以得到如图1所示的考虑铁损时同步旋转坐标系下异步电机在dq轴等效电路[3]。
图1 考虑铁损时同步旋转坐标系下异步电动机在dq轴等效电路
取dq轴的旋转速度等于定子的同步角速度ω1，转子的角转速为ωr,dq轴相对于转子的角速度为ωs=ω1-ωr，即转差。则根据上述等效电路，推导出异步电机在任意两相同步旋转坐标系下的数学模型:
式（a）～（e） 构成了考虑铁损时异步电机在任意同步旋转坐标系下的动态数学模型。
1.2磁链优化模块
因电机的总损耗等于输入功率与输出功率的差值，即
由上式可以知，假设电动机参数不变，在一定的转子角频率和一定的负载转矩Te条件下，异步电动机的可控损耗与转子磁链的大小有关。忽略机械损耗和杂散损耗，异步电动机在输出功率一定的情况下，异步电动机在损耗最小时其效率最高[4]。
损耗的凸函数，因此对上式求导令其等于零，即可得到损耗最小时的最优磁通;其中
2 基于DSP&IPM的系统硬件设计
电梯用异步电机矢量控制系统硬件结构如图2。整个系统主要由三大模块组成：以智能功率模块PS21867为核心的主电路功率变换模块;以DSP为主要元件的运算控制模块;以增量式光电编码器、霍尔传感器等组成的信号检测模块。
图2电梯用异步电机矢控制系统硬件结构图
2.1功率变换模块
系统主电路采用交-直-交电压源变频变压电路。选用的逆变功率器件是三菱公司的小型双列直插封装格式的IPM（PS21867）。其这种新型DIP-IPM利用了最新的第5代IGBT技术，使其静态性能和动态性能较过去都有了很大提高。并且由于采用了最先进的亚微米电源芯片设计技术和优化的模块设计技术及封装工艺，使其不仅可以直接与控制MCU端子相连及采用单一电源自举供电，还使其输入逻辑由低电平有效转变成了高电平有效。从而大大简化了接口电路设计，提高了逆变系统的性价比。
2.2运算控制单元
控制系统由数字信号处理器TMS320F2407A实现对电梯用异步电机的控制。TMS320F240是专为电机控制设计而推出的新一代微控制器，其具有高性能的C2xLP内核，最高运算能力达40MIPS，采用改进的哈佛结构，四级流水线操作;片内集成的事件管理器包括3个独立的双向定时器，每一个都有单独的比较寄存器，支持产生可编程死区的PWM输出;4个捕获口中的两个可直接连接来自光电编码器的正交编码脉冲;两个独立的10位16路A/ D转换器可同时并行地完成两个模拟输入的转换;片内集成的串行通讯接口（SCI）及串行外设接口（SPI）可用于与上位机、外设及多处理器之间的通讯。TMS320F240的这些卓越特性为高性能的电机控制提供了理想的解决方案[2]。
2.3信号检测模块
因为被控制的电机采用星形接法，所以只需对两相电流进行检测（）[2]。考虑到转换速度和精确度，系统采用霍尔传感器来测量电机的定子电流ia和ib ，将ia和ib 转换成电压信号，再送入电平偏移电路，把双极性的电流信号转换成0—3.3 V单极性电平送入TMS320LF2407A的A/D转换口ADCIN2、ADCIN3进行采样，把模拟量转换成数字量，再进行数据处理。检测电路采用两级运算放大器LM358。速度采样系统中采用精确度为1024p/r增量码盘来检测转子位置，光电编码器输出的两路正交脉冲信号经差动放大后直接接到DSP的QEP1,QEP2上。
3 系统的软件实现
系统的主电路采用智能功率模块以后显得比较简单，所有控制算法可在TMS320LF2407A DSP中实时完成的。本系统LF2407A DSP控制部分的软件采用汇编语言在DSP集成开发环境CCS下编写，整个软件主要包括初始化程序与下溢中断服务子程序部分。其软件结构如图5、6所示。其中初始化程序完成DSP硬件及软件变量的初始化及使能中断的功能。中断服务程序由电流及转速检测信号处理、转速和磁链调节、磁链估计、坐标变换、PWM信号产生等多个功能模块构成。各功能模块依照一定的顺序关系，在固定的时间周期内执行，由T1CNT的下溢中断来启动程序的运行。
图3 初始化程序流程图
图4 下溢中断服务子程序流程图
3.1 PI调节器设计
PI调节是电机控制系统中最常用的一种控制器。调节器的目的是消除输出与输入的偏差，其数字实现离散化后算法为：
式中KP为比例增益，KI为积分增益， T为采样时间。其原理如图5所示。
图5 防积分饱和PI调节器
3.2 优化控制器设计
优化控制器的输出为，由于涉及到除法、开方等运算，为了提高程序效率，采用了C和汇编混合编程，除法及开方子程序用汇编语言编写。首先由得到最优磁通，然后根据稳态时得到最优励磁电流。
3.3 转子磁链位置计算
矢量控制系统的控制性能很大程度上决定于磁场定向的精度。系统中采用转子磁链坐标系下的电流转速模型来估计转子磁链位置角，从而实现正确的磁场定向。磁链观测模型方程为：式中为转子时间常数，Fs为转子磁链角频率与额定角频率之比，ωn为电额定角频率，n为转子实际转速与额定转速之比。
3.4 SVPWM模块
TMS320LF2407A的每个事件管理器都有3个全比较单元输出6路带有可编程死区的PWM波形。当定子相电压矢量的分量和所在的扇区数已知，就可通过电压空间矢量SVPWM技术，产生PWM控制信号来控制逆变器。
4 实验结果与分析
该实验样机为一台2.2KW的矢量控制变频驱动电梯用异步电动机调速系统，并在其上采用效率优化控制策略进行了稳态运行实验研究。
该实验中，电机空载运行，初始转速设定为1600 r/min，稳定运行后1.4s设定为1400 r/min。图6和图7分别为输出线电流和输出线电压的实验波形。
图6 输出线电流
图7 输出线电压
从图6和图7实验结果可以看出，输出电流为良好的正弦波形，输出电压为经过脉宽调制的正弦波，基波占绝对主要成分，谐波成分较少。证明了本文中提出的控制方法的有效性和可行性。
5 结论
在分析考虑铁损时异步电机数学模型与磁链优化算法的基础上，以DSP和IPM为核心组成的矢量控制变频调速系统，可以有效地解决实际矢量控制实现时运算量太大而引起的实时性问题。控制系统的硬件结构简单、稳定可靠，且具有动态响应快，控制精确度高的优点，是一种理想的矢量控制实现方案，可广泛应用于以电梯电机为驱动装置的电气传动中，从而获得高精确度的调速控制性能，为电梯节能、提升速度快、平层准确、舒适感好等提供了动力保障。
参考文献
[1]Kouki Matsuse，Taniguchi S，Yoshizumi T. A speed-sensorless vector control of inction motor operating at high efficiency taking core loss into account. IEEE Trans.on Ind. Appl, 2001 37（2）：548-557.
[2]王晓明，王玲.电动机的DSP控制[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.
[3]黎英，时维国.变频调速电机的运行效率及节能控制研究[J].电气传动自动化，1999，21（1） ：21-25.
[4]崔纳新.变频驱动异步电动机最小损耗快速响应控制研究[D].[博士论文].山东：山东大学控制科学与工程学院，2005.
『陆』 总结用控制变量法的实验（初中内容）
随着素质教育的不断深化，对学生自主性学习及创新意识的培养，已越显重要。近几年来的中考试题中关于力学的相关实验，已跳出课堂安排的学生实验，要求学生能熟练掌握基本测量仪器的使用，较深刻地理解实验原理，尤其是在自我设计完成实验的过程中，要求科学合理及可操作性。这对学生而言，综合所学知识，完成测量等任务，最终达到实验目的，同时对实验的构想、操作也要能清晰地用文字反映出来。力学实验中，涉及的范围广，使用的基本仪器多，熟悉各物理之间的关系及各测量器材的使用是完成自主性实验的关键，而加强思维、设计正确的实验方法是完成自主性实验的保证。下面谈谈几种设计自主性学生实验的方法：
一、以多测少，以少测多
所有测量仪器，都有一个测量范围和最小刻度值，当被测量对象大于仪器的测量范围时，已不可能进行一次性测量，而分次测量必定要使误差增大。当被测量的对象小于仪器的最小刻度值时，测量不出一个有效的数据而无法得出较准确的实验结果。遇到这种情况，就要采取“缩小”即以少测多，或“放大”即以多测少的方法。具体实验时，要注意：
1．所测对象必须是“同类物质”。例如：要测量一颗麦粒的质量，显然小于天平的最小刻度值而无法直接测量，这时就要测量几十粒或几百粒相同的麦粒质量，再如：用一把米尺测量两地距离，显然米尺不够长，就可采用先测量正常行走的每一步长，再统计步数，实验时就要求步伐大小相等，即保持正常步行。
2．“放大”或“缩小”后的测量对象，应满足测量器材的要求。即小于仪器测量范围而大于测量仪器的最小刻度值，也就是说要有一定的数量可改变。例如：测一枚硬币的厚度时，就可用10枚相同硬币地叠放，但要测量一张纸的厚度时，测量10相同张纸叠放的厚度就不行，根据每张纸的厚度，就应取几十张纸叠放测量才有效。要指出的是，在采用“以多测少”时，实际上是提高了测量仪器的测量精度。如：一把刻度尺最小刻度值是1mm，若采用“放大”10倍测量时，实际上是使测量精度提高到能测量0．1mm的物体长度，因此在记录最终实验结果时，要注意有效数。
二、“比较法”进行测量
当测量器材不足以直接测量时，可采用类比的方法，即用“比较法”去测量。采用此方法的关键在于要找好“参照物”，历史上有名的“曹冲称象”就是最典型的“比较法”测量。通常初中物理力学测量密度等实验中，最常用的参照物对象就是水的体积、水的密度等。例如：只提供量筒和适量的水怎样测出橡皮泥、小酒杯的密度？对于这两个问题相当一部分同学只知道如何测量小酒杯的密度，而不会测量橡皮泥的密度。其实稍加比较就可以看出两题形异质同：（1）测量的工具均为量筒；（2）所使用的液体都是水；（3）待测物体的物质密度均比水大。如果把橡皮泥做成杯状或管状或碗状，那么问题就迎刃而解了。
三、等量替代原理
当测量器材无法直接测量时，就要设法用可以直接测量的物理量来取代不能直接测量的物理量。采用此方法时，唯一要注意的是直接测量的与不能直接测量的物理量之间要有内在的联系，找到这种内在的联系，也就完成了实验的设计。内在的联系一般可从数学和物理两方面去找。例如：根据D＝2πR，可测量出圆周长从而得出圆半径，这就是利用数学关系得出周长与半径的关系，又如：利用G＝mg的关系，用弹簧秤就可以间接测量物体的质量，这就是利用物理关系得出重力与质量的关系，通过弹簧秤测量出重力而间接得出物体的质量。
可以说“等量替代”的思想是物理实验成功的最根本、最重要的思路。物理学中的相关定律、定理、公式、原理都是以替代思维成立的基础为出发点的。例如：测量固体的体积，在有量筒或量杯时，可采用“排液补差”法直接测量。但没有量筒或量杯时，对于规则物体可用刻度尺去测量它的几何尺寸，再进行体积计算，对于不规则的物体，可用弹簧秤和水，通过测量浮力大小，结合阿基米德原理F浮＝ρ液gV排（全部浸没），得出V排＝F浮／ρ液g等方法。因此熟悉各个物理量原理是用好“等量替代”法进行自主性实验设计的关键。
在具体设计实验的过程中，实验步骤必须具有可操作性和科学性，并能力求减少实验的误差，步骤设计也应力求简单而合理。例如：在使用“排液法”测量物体的体积时，要写明“量筒内倒入适量的水”，其中“适量”的含义就是既能将待测物体浸没而又不超过量筒的量程。再如：有些学生喜欢用“将量筒置于天平上测量质量”和“烧杯装满水，用天平测量”等等此类的语言来反映实验过程，这些都不科学，也不便于实际操作，因此不能出现在实验步骤中。上述的不科学性在于把量筒的功能误认为与容器的功能相同。
正确的步骤应是有利于实验的测量，有利于减少实验的误差。例如：测量液体的密度时使用天平和量筒、盛液体的烧杯，其步骤应先测量杯子质量还是先测量杯子和液体的质量？尽管所使用的原理都是“补差法”，但对照量筒中液体的体积，就应该先测量烧杯和液体的质量，再测量倒出适量液体后的质量，这样两者之差就是从烧杯中倒出的液体质量，而此时量筒内液体的体积也就是杯子倒出的液体的体积，有利于减少实验的误差。
四、控制变量法
在初中物理教学中还有许多概念或规律之探索和推导的实验过程中，都运用了“控制变量法”这一科学方法，用“控制变量”去分析和解决的实际问题是很多的，这就为这一科学方法的教学和应用提供了很好的机会。如在引导学生探索“导电体中电流大小同其两端电压大小和其电阻大小之间的定性关系，最终得出欧姆定律”和探索“力的作用效果同力的哪些因素有关，最终得出力的三要素”等实验过程中都用到了这一科学方法，使学生对“控制变量法”不断加深理解，并逐步达到有意识地去应用的目的。
例如，有这样一道题：质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，谁的温度升高较大？对于这一道习题，初看起来似乎有一定的难度，因为这样简短的一句话中包含了四个相互关联的物理量，也就是说，要比较谁的温度升高较大，就要同时分析其它三个物理量（质量、热量、比热容）对它的综合影响，如果没有一种科学的分析方法，要解决这样一个实际问题，不仅费时费力，且准确率不高，但如能对学生加以恰当的引导，让他们考虑是否可用物理实验中常用的科学方法来解决这道实际问题，经过思考及同学间的相互讨论，许多同学便会想到用“控制变量法”结合公式Q＝cmΔt来解决这个问题，思路是这样的：因为这个问题要解决的是Δt（升高的温度）的大小，所以先将此公式变成Δt＝Q／cm的形式，再分析题目发现，m（质量）、Q（热量）相同，即这个问题中Δt仅取决于c（比热容），且从Δt＝Q／cm这一关系式中可以看出，Δt与c成反比，而水的比热容大于煤油的比热容，因此很容易得出这个问题的答案是：“煤油升高的温度比水大”。在初中物理（如在力学、电学、热学）中，可用“控制变量”这一科学方法去分析解决的实际问题还很多，这就为学生灵活应用这一科学方法解决问题提供了保证
『柒』 初中化学实验总结和实验的操作步骤 要全初中的
(一)实验知识点提要
1、常用化学仪器的名称、用途及使用时的注意事项
针对考核的基本要求，可根据仪器的用途及功能进行分类，在分类中进行比较，在比较中加深印象.
能加热的仪器：试管、蒸发皿、烧杯(间接加热).
用于计量的仪器：托盘天平、量简.
用于夹持的仪器：铁架台、试管夹.
用于加热的仪器：酒精灯.
用于滴加少量液体的仪器：胶头滴像
用于收集和贮存少量气体的仪器：集气瓶，
用于分离少量物质的仪器：漏斗.
用于搅拌和引流的仪器：玻璃棒.
2.八项重要的基本操作
八项重要的基本操作是：药品的取用、物质的加热、仪器装置的连接、装置气密性的检查、过滤、蒸发、玻璃仪器的洗涤、溶液的配制等.复习时，应重点掌握每项操作的方法、涉及到的仪器及操作的注意事项，特别要注意对操作失败原因的分析.
3.实验室规则和安全常识
安全意识是公民科学素质的重要组成部分.实验室所用的药品，很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的，因此在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规则，保证安全.为此，要注意以下三类.
严格遵守实验室“三不准”原则；
注意药品的用量；
对可燃气体(H2、CO、CH4)的性质实验，一定要注意可燃气体的纯度，以防发生爆炸；有毒气体(CO)的实验应在通风橱中进行，尾气应用适当的方法处理，以防污染空气.
4.气体的制备
实验室制取气体及其性质实验，是属于基本操作的简单综合实验.复习时，可从所需药品、反应原理、选用的仪器装上、收集方法、验满或验纯以及注意事项等方面进行归纳总结.通过对比制气装置和收集装置，突出气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果.
有关气体制备.
(1)气体的发生装置
根据所用反应物的状态和反应条件，可分为两类：
(2)气体的收集装置
根据气体的溶解性及密度，选择用排水法(气体难溶于水)或向上排空气法(气体密度比空气大)、向下排空气法(气体密度比空气小)进行收集.
(说明：排空气集气法中的“向上”或“向下”不是指瓶口的取向，而是指空气从瓶中被排出的流向)
(3)集气瓶的多种用途
①集气瓶：收集密度比空气大的气体，气体流向是。长进短出。
比空气轻的气体气体流向为“短进长出”.若瓶中盛满水，则由短管进气排出水，收集难溶于水的气体.
②量气瓶：定量收集量取气体体积的实验装置，气体“短进长出”.
③储气瓶：先排水集气后，使用气体时，用高位水(或接水龙头)将瓶内气体压出，水从长管进，气体从短管出.
④洗气瓶：瓶内放适量液体试剂(约l／3)用于气体的干燥(除去水蒸气)、净化(吸收杂质)或性质实验(检验某气体存在或验证某气体性质)，则应“长进短出”.
(4)装置气密性的检查
不论是何种气体的制备，都要先检查装置的气密性.
(5)防倒吸
用排水集气法将气体集满后，应先从水槽中取出导管，再熄灭酒精灯.
(6)棉花团的作用
用 KMnO4分解制取O2时，应将棉花团置于大试管口处，以防止 KMnO4粉末从导管口喷出。
5、物质的检验
物质的检验涉及对物质的鉴定、鉴别和推断等多个方面.其主要内容包括：几种气体(O2、H2、CO2、CO、CH4)的检验；碳酸盐(或CO32-)的检验，盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙的鉴别等.复习时一定要熟悉有关物质的性质，尤其对一些有色特征溶液、特征沉淀及有关反应产生的特征现象要有清楚的认识，这是解答这类问题的基础和关键.
6.物质的分离和提纯
物质的分离和提纯方法，可分为物理方法和化学方法两大类.物理方法主要包括：过滤、蒸发、结晶等.化学方法主要有：直接加热法(如除去KCl中混有的少量K2CO3)，碱化法(如用NaOH溶液除去CO中混有的少量CO2)，酸化法(如用稀盐酸除去NaCl中混有的少量Na2CO3)，置换法(如用铁粉除去FeSO4中混有的少量CuSO4)，沉淀法(如用BaCl2除去盐酸中混有的少量硫酸)等.
对于物质的提纯和分离，不论用何种方法都应遵循以下原则：除去杂质的过程中不能引人新的杂质；
所选试剂一般只能跟杂质起反应；反应后的生成物必须容易分离(最好是转化为沉淀或气体).
(二)典型的题解析
〔例1〕(1)实验室要制取并收集得到较纯净的氧气和氢气，有两项操作是完全相同的两项操作是 和
(2)甲、乙两同学在实验室分别制取氨气和硫化氢气体.甲同学用加热氯化控和熟石灰的固体混合物制取氨气，乙同学用固体硫化亚铁和稀硫酸反应制取硫化氢气体.又知：氨气极易溶于水，密度比空气小；硫化氢气体可溶于水，密度比空气大.请回答：
①甲、乙两同学选取的气体发生装置 (填“相同”或“不同”)，理由是
②氨气用 法收集，硫化氢用 法收集.
【解析】(1)制取任何气体时，首先要检查装置的气密性.要收集得较纯净的气体，根据O2和H2在溶解性上的相似性，都能用排水集气法收集.
(2)气体发生装置的选取，需根据反应物的状态和反应条件来考虑，制取氨气的反应物都是固体，且需加热；而制取硫化氢气体所用的硫化亚铁是固体，稀硫酸是液体，且反应在常温下即可进行.所以，甲、乙两同学选取的气体发生装置不同.由于氨气易溶于水，硫化氢可溶于水，故两种气体都不能用排水集气法收集，只能用排空气集气法收集.
答案：(1)检查装置气密性和排水集气法收集气体.(2)；①不同.理由是，所用反应物的状态及反应条件不同；②向下排空气。向上排空气.
[例2]有一瓶气体，它由H2、CO2、CO、CH4中的一种或几种组成.用它进行以下实验：
将气体通过足量澄清石灰水，未见出现沉淀.在导管口将气体点燃，气体安静燃烧；用一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上，烧杯壁上出现水珠；把烧杯迅速翻转，注人少量澄清石灰水，石灰水变浑浊.用化学式填空回答：
(1)气体中一定没有
(2)气体的组成可能是
[例3]要除去下列物质中混有的少量杂质(括号内物质为杂质)，选择适当的试剂和方法填人横线内.
(1)KOH(K2CO3)＿；
(2)BaCl2(CuCl2)＿；
(3)CuO(KNO3)＿；
(4)MnO2(C粉)
【解析】混合物的分离必须遵循：除杂中不能引人新的杂质，所造试剂一般只和杂质起反应，且反应后最好转化为易分离的沉淀或气体.试剂的选择：以杂质为出发点，结合杂质物质与主要成分物质在组成、性质上的差异即可筛选出所用试剂.要顺利完成混合物的分离，往往是物理、化学方法等多种方法并用.
[例4] 现有稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钠四瓶失去标签的溶液.分别编号为A、B、C、D.为了鉴别它们.分别取样两两混合.实验结果如图所示.“一” 表示无明显现象；“↓” 表示有沉淀生成，“↑”表示有气体生成，推断：
(1)B、D溶液中的溶质(写化学式)B .D
(2)写出下列物质反应的化学方程式：
A十B ，
C十D
[解析]这是一道物质性质型的实验推断题.熟悉并记某些有色特征溶液，特征沉淀及有关反应产生的特征现象是解答此类问题的基础和关键.只要以这些特征现象或特征物质为突破口，各个击破，就能迅速、准确地解决此类问题.本题以图表给出信息，为便于分析可结合图表内容写出以下6个简要反应式：①A＋B——↑，②A＋C——↓，③A＋D——无现象(无现象不等于不反应)，④B＋C——↓，⑤B＋D——↑。③C＋D——无现象.分析6个反应并结合四种溶液的组成可知：①、⑤两个反应必是盐酸与NaCO3溶液、稀硫酸与NaCO3溶液反应产生CO2方气体，共同的反应物是B所以B应是NaCO3溶液.从④可推出能与NaCO3溶液反应生成沉淀的只能是Ba(OH)2溶液，C是Ba(OH)2溶液.再从②推出A应是稀硫酸，余下的③、③能证明D是稀盐酸.
[例5]实验室用铁、氧化钢、硫酸为原料制取铜，某同学设计了两个实验方案：
A：Fe H2SO4—→ H2CuO—→Cu
B：CuO H2SO4—→ CuSO4 Fe—→ Cu
两个实验方案中，最好的是，理由是 .
[解析]这是一道实验方案的评价性试题.方案的评价主要从三方面考虑：①方案的可行性：主要指理论上是否科学合理，操作是否简便易行.经济角度：主要看是否节约试剂.环保角度：主要看是否有利于环保.此题中的A、B两种方案从原理上看都是可行的.但A方案中用Fe和H2SO4反制H2消耗的Fe、H2SO4等原料较多，其次H2还原CuO 需加热，装置和操作较复杂，而B方案中的反应都是在常温下即可进行的，操作要容易得多
【例7】设计一个简单的家庭小实验，证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐.
[解析]这是一道解决实际问题的简单实验设计题，源于教材第五章的一个家庭小实验.设计实验首先要弄清化学原理，然后根据条件选择药品和实验装置，拟定操作步骤，最后动手进行实验.证明鸡蛋壳含碳酸盐比较容易，只要用鸡蛋壳与酸作用，有二氧化碳放出(用澄清石灰水检验)便能证明.但要证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，便有一个量的问题.因此，在实验中蛋壳取量不能多，加人的酸则必须足量，直至反应不再有气体产生，反应完全后，若残留的固体量很少，才能充分证明.其次要考虑家里不易找到规范实验仪器，要选择代用品，用玻璃杯代替试管作反应器，用蘸有澄清石灰水的玻璃片作检验二氧化碳的装五，并注意操作程序，确保安全.
答案：(1)取少量洁净的碎鸡蛋壳放人小玻璃杯中，然后加人一些盐酸，立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住，可以看到鸡蛋壳上有大量气泡生成，玻璃片上的澄清石灰水变浑浊，可见生成的气体是二氧化碳，证明鸡蛋壳中合碳酸盐.(2)取下玻璃片，继续加人盐酸，直至不再有气体产生，此时看到玻璃杯中残留固体很少，可以证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐.
[例7]访完成鉴别稀硫酸、稀盐酸、氯化钠三种溶液的实验报告.
供选试剂有：紫色石蕊试液、无色酚酞试液、硝酸银溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液
实验内容与步骤
观察到的现象
结论、化学方程式
(1)用三支试管分别取适量的三种溶液，各
滴入几滴紫色石蕊试液，振荡，观察现象
(2)
【解析】这是一道考查学生对物质鉴别和实验报告的书写能力的综合试题.实验报告的填写，叙述要简练，所用试剂要明确，操作步骤尽可能简捷，结论应与实验现象相对应.本题待鉴别物质中：硫酸和盐酸的鉴别要以硫酸的鉴别为出发点选择试剂.(如先考虑用AgNO3鉴别盐酸将会出现干扰现象，从而影响硫酸的鉴别).
实验内容与步骤
观察到的现象
结论、化学方程式
1.(略)
一支试管中溶液呈紫色另两支试管中溶液呈红色
溶液呈紫色的试管中原溶液是NaCl溶液
2.另取二交试管分别取余下两
种溶液适量，各滴入少量BaCl2
溶液，振荡
一支试管中出现白色沉淀，另一支试管中无明显现象
有白色沉淀生成的原溶液是稀硫酸
H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl
无明显现象的原溶液是稀盐酸
[例10]某校化学课外兴趣小组的同学，用废墨水瓶、单孔胶塞、T型玻璃管、医用一次性输液管(带针头及控液问)、小气球等用品制作了一个“多功能”气体发生器.如图所示.该装置不但能进行某些气体的制取，而且还能进行气体的某些性质实验.根据以上所述，请思考并回答：如何用该装置完成N重要性质的实验阿燃性、还原性、密度)，写出操作步骤及现象.
[解析]这是一道以实验原理为依托，代用品实验装置为载体考查学生思维能力、实验动手能力、灵活应用知识能力的实验题.解答这类问题的关键是掌握实验原理(反应原理、装置原理、操作原理)，并结合现有实验环境及条件去考虑，即可顺利解答.
答案：(1)检查装置气密性后，往T型玻璃管右端放人少量CuO粉末 (CuO粉末两端可放少许耐热的玻璃丝或石棉，以防CtlO被氢气流吹走)，墨水瓶中放人适量的锌粒和稀硫酸并用胶塞塞紧.
(2)打开控气阀通氢气一段时间后，在针头处点燃氢气 并可看到产生淡蓝色火焰(金属针头无干扰成分又能防止回 火，避免H2不纯而引起爆炸).
(3)将针头火焰移至玻璃管下方CuO粉处加热，一段时后玻璃管内黑色的 CuO粉末逐渐变为光亮的红色(实验操作装置图如图30).
(4)关闭控制阀，气体进人小气球并逐渐膨胀变大，取 下气球用线系住放飞，即可顺利完成H2可燃性、还原性、密度等性质的验证.
(4学实验)
1.选择题(每小题只有一个答案符合题意)
(1)下列仪器中，可与烧瓶、试管、蒸发皿归为一类的是()
A、漏斗 B、量筒 C、集气瓶 D、烧杯 2、有四瓶无色气体，分别是空气、氢气、氧气和二氧化碳，一次就能鉴别出它们的物质是
A、带有火星的木条 B、澄清的石灰水
C、燃烧着的木条 D、紫色石蕊试液
3、描述锌和盐酸反应的现象较贴切的是()
A、有大量氢气生成 B、溶液剧烈沸腾
C、锌表面放出大量气泡，锌逐渐溶解
D、有大量气泡从溶液里逸出后变成氢气
4、氢气还原氧化钢的实验步骤有：①向氢气发生装置装人药品；②往盛有CuO的试管中通 入H2；③停止通H2；④停止加热；⑤加热试管；⑥检查装置的气密性；⑦检验N的纯度.下列表示操作顺序正确的一组是()
(A)⑥①⑦②⑤④③ (B)①⑥⑦②③④⑤
(C)⑥①⑤⑦②③④ (D)①⑥⑦⑤②③④
5、用托盘天平称量药品，右盘上的硅码为5克，游码在0.4克的位置上，指针指向最右端，所称药品质量是()
A、5.4克 B、不足5.4克 C、超过5.4克 D、4.6克
6、玻璃仪器内壁附着的下列物质，不能用稀盐酸浸泡除去的是()
A、盛石灰水后留下的白膜 B、试管内壁上附着的铁锈
C、用氢气还原氧化钢后留下的红色固体
D、氯化铁与氢氧化钠溶液反应后留下的红褐色固体
7、某学生的实验报告册中有以下实验数据，其中正确的是()
A、用 10mL量筒量取 6.25mL稀硫酸
B、用广泛pH试纸测得溶液的pH为3.5
C、用托盘天平称取7.9g氧化铜粉
D、温度计上显示的室温读数为25.68℃
8、在实验室做化学实验，发生下列事故时，处理方法正确的是()
A、衣服沾上大量浓氢氧化钠溶液，需将此衣服浸没在盛有水的面盆中
B、皮肤上溅上浓硫酸，用水冲洗
C、不慎将酸液溅到眼中，应立即闭住眼睛，流出眼泪将酸液带出
D、实验桌上酒精灯倾翻，酒精流在桌面上并着火，立即用湿抹布扑灭
9、食醋是醋酸的稀溶液.某同学准备在家中进行验证食醋具有酸的某一条通性的实验，他选择了下列物质，其中不能达到目的的是()
A、木炭 B、大理石 C、铁钉 D、铁锈
二、填空题
(1)实验室里所用的药品很多是有腐蚀性或有毒的.在使用药品时为了保证安全，必须注意做到“三不准”，不准 ， 不准 ，不准 .
(2)液体药品通常存放在、瓶里，取用时先把瓶塞拿下、在桌面上；倾到药液时，瓶子的标签应，其原因是 .
(3)某同学用托盘天平称取干燥的固体药品2.3g，称量完后才发现，药品和破码的位置放颠倒了，此时，所称药品的实际质量是
(6)实验室欲配制 50g质量分数为 5%的 NaCl溶液，请回答下列问题
①该实验的操作步骤为
②甲同学在用托盘天平称量食盐时，食盐和祛码的位置放颠倒，这将导致所配制溶液的质量分数.(填“偏大”、“偏小”、“不变”，下同)；乙同学用量筒量取水的体积时仰视读数，这将导致所配制溶液的质量分数
三.筒答题
(1)如果用滴管取1/3mL的液体于试管中，应如何操作？
(2)“氧气的制取和性质”实验课里，某学生取一根纱窗细铁丝在自己收集到的氧气中做铁丝在氧气里燃烧的实验，结果没有观察到“火星四射”等实验现象.此实验失败的原因之一可能是 .