2014年11月9日组会的笔记

今天组会的主题：温度测量和控制；主持人：叶麦。

今天再次使用英文讲解了组会,每次讲解都会发现自己的一些不足,促使我进一步提升自己的能力.自己在发音和遣词造句方面仍需提升,另外对主题的内容与逻辑关系的讲解也需要更为清楚.

另外温度测量与控制中也有很多体现实验逻辑的地方.比如说根据“实验中的对称性”,可以将热电偶的两端兑换,观察温度是否有变化.另外“漂移”在温度测控中也有很多体现,需要考虑并克服.

姆潘帕现象是一种非线性效应,用线性理论的框架去考虑就会觉得很奇怪.目前描述非线性现象的数学工具远没有线性强,所以实验对于非线性物理的研究有重要意义.另外传热不能只考虑热传导,还要考虑热对流.气体因为热传导所以传热比铜快.

BSA侧重于实验技术,Practical Physics侧重于实验思想,互相补充,都值得阅读.BSA中讲解的实验技术其实都很基本而重要,虽然看似有些技术自己的领域用不着,但应该学习.截止目前我们已经讲完了BSA的五章,期待将来大家能把剩下3章讲解掉.

今天叶麦学长讲解了温度的测量与控制。在凝聚态物理的材料生长，真空获得与输运测量方面，都用得到这个技术，更不用说其它很多领域。我加深了对于准确度，精确度，静态与动态控温，热电路等概念的理解。温度测量本质上就是测量一个与温度有关的物理量，根据这个物理量的数值计算出对应的温度。虽然有理论公式，但大多数时候需要借用定标曲线。我也了解了各式各样的温度计，它们在设计上都很有讲究，比如常用的水银温度计，热电偶，铂电阻，等等。PID技术是很常用很重要的控温技术，但之前我对于比例，积分，微分各自的用处并不是很理解。叶麦学长和乐老师的讲解很清楚。

乐老师介绍的姆潘巴效应也很有趣，通过这一例子也确实体会到实验设计的重要性，尤其是涉及温度测量的实验，更要注意在不同的局部测量温度有很大的差异性。

抱歉，这次的组会笔记来晚了！这次组会里叶麦学长全英文地讲解了温度控制和测量的方法，重点讲解了PID（Proportion-Integral-Differential）方法控制温度。 首先，学长讲解了温度测量和控制的重要意义。然后讲解了不同温度范围下温度测量的方法，这也是我印象最深刻的部。 其中使用电噪声来测量温度的方法是第一次了解到，虽然不清楚具体的实验设计，比如：如何让排除电路其他部件温度的影响、如何避免电路部分和待测体系的热交换等；但是感觉开阔了思路和视野。 关于核心问题的PID方法，我在学长和乐老师反复（？）讲解下，也终于搞清楚了P、I、D三部分的作用和原理。看到通过PID方法控制得很好的温度曲线，想起了物理实验中PN结实验的温度控制，可以算是相当简陋不堪了。

最后，乐老师介绍了姆潘巴效应。回到寝室后跟室友讨论了一下，主流（？）意见认为这种现象是过冷溶液导致。但是我们的讨论毕竟是空谈，真实情况是怎么样，要实验才能告诉我们。 仔细思考了一下各类测量装置的发展，发现它们发展的一个趋势是实地测量对原本体系影响越来越小。 比如温度计，由水银温度计发展到红外温度计、光谱测温计数；医疗诊断也一样，对人体的损伤越来越小。