實驗指導(dǎo)書-熱工設(shè)備及儀表

1、熱工設(shè)備及儀表實驗指導(dǎo)書余業(yè)球 曾國勛 盧國輝 胡永俊廣東工業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院2013年7月目錄實驗一 動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀構(gòu)造、原理及校驗實驗二熱電偶的校驗實驗三加熱爐的溫度控制實驗四氣體滲氮、滲碳爐結(jié)構(gòu)實驗一 動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀構(gòu)造、原理及校驗實驗項目性質(zhì)： 普通實驗所屬課程名稱： 熱工設(shè)備及儀表實驗計劃學(xué)時： 2學(xué)時一 實驗?zāi)康?. 了解動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀的結(jié)構(gòu)及原理，掌握其校驗方法。2. 了解直流電位差計的結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)會使用其進行信號輸出或測量。二 實驗內(nèi)容和要求 了解UJ-37型直流電位差計的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握其使用方法；了解XCT101型動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀的結(jié)構(gòu)及原

2、理，掌握其校驗方法。三 實驗主要儀器設(shè)備及材料XCT-101型溫度指示調(diào)節(jié)儀、UJ-37型直流電位差計、調(diào)壓箱（直流電壓信號源）、電阻箱（或固定外接電阻）。四 實驗方法及步驟 （一） 了解動圈式溫度調(diào)節(jié)儀及直流電位差計的構(gòu)造及原理圖5電阻電位差計原理圖EX被測電勢EB標(biāo)準(zhǔn)電池RH讀數(shù)盤電阻Rr調(diào)定電阻E工作電源Ri工作電流調(diào)節(jié)電阻K轉(zhuǎn)換開關(guān)（二） 動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀的校驗動圈式儀表的校驗項目很多，本實驗僅進行指示誤差及變差（不靈敏區(qū)）的校驗。實驗方法及步驟如下：1、 按圖4接線。圖中由干電池和幾個電位器組成的調(diào)壓箱作為直流信號源。調(diào)壓箱與儀表間的連接電阻（外接電阻）應(yīng)符合儀表表面上指明的數(shù)值

3、，可用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱滿足它。2、 接通調(diào)壓箱電源前，先把儀表指針調(diào)零。3、 接通調(diào)壓箱電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓箱輸出電壓，使指針平穩(wěn)上升，并對準(zhǔn)儀表第一個被檢分度線中心，然后在直流電位差計上讀出相應(yīng)的毫伏數(shù)，即為該分度線的正向讀數(shù)E正。按此方法自下而上依次檢定其它被檢分度線，讀取各正向讀數(shù)。4、 在終點分度線讀取正向讀數(shù)后，繼續(xù)增加調(diào)壓箱輸出電壓，使儀表指針越過終點分度線約23毫米，然后減少調(diào)壓箱輸出電壓，使指針平穩(wěn)地返回終點分度線中心，此時在直流電位差計讀取的電壓值即為該分度線的反向讀數(shù)E反，按此方法自上而下依次檢定其它各被檢分度線，讀取反向讀數(shù)。5、 數(shù)據(jù)處理（1） 儀表指示誤差按以下公式計算：正、反

4、被檢分度線的正、反指示誤差；E標(biāo) 被檢定分度線的標(biāo)稱電壓，毫伏；E終標(biāo) 、E始標(biāo)被檢儀表終點分度線和始點分度線對應(yīng)的標(biāo)稱電壓，毫伏。 被校儀表的指示誤差小于等于該儀表的精度為合格。（2）儀表變差（不靈敏區(qū)）按以下公式計算： 不靈敏區(qū)（變差）其它代號同前文。不靈敏區(qū)（變差）小于精度的一半為合格。儀表校驗數(shù)據(jù)記錄表儀表型號： 測溫范圍： 精度等級：主要分度線()儀表分度線上對應(yīng)的毫伏數(shù) （mv）指示誤差(%)變差(%)結(jié)論E標(biāo)E正E反正反五 實驗報告要求 簡述校驗方法。 進行數(shù)據(jù)處理，作出結(jié)論。六 思考題 1. XCT101型動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀配置斷偶保護電路的目的是什么？實驗二熱電偶的校驗實驗

5、項目性質(zhì)： 普通實驗所屬課程名稱： 熱工設(shè)備及儀表實驗計劃學(xué)時： 2學(xué)時一 實驗?zāi)康?.通過實驗，掌握熱電偶的校驗方法。2.了解熱電偶的返修方法。二 實驗內(nèi)容及要求采取常用的比較法進行熱電偶的校驗，即利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校熱電偶在同一條件（同溫）下測量其熱電勢值，求出相應(yīng)的溫度誤差。三 實驗主要儀器設(shè)備和材料管式電阻爐、UJ37型直流電位差計、調(diào)壓器、冰點器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、II級標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10鉑熱電偶、被校鎳鉻鎳硅熱電偶（支）。四、實驗方法及步驟 按接線示意圖將儀器線接好； 將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被校熱電偶，用處理的石棉捆扎好后，放入爐子中心位置，并石棉繩將爐孔堵塞。 將熱電偶冷端接好相應(yīng)的補償導(dǎo)線，另一端接

6、好普通導(dǎo)線，套上塑料膠管，置于冰水共存的冰點器中； 根據(jù)直流電位差計選用標(biāo)準(zhǔn)電池，0.01級、0.02級直流電位差計應(yīng)配用I級或II級標(biāo)準(zhǔn)電池，0.05級直流電位差計應(yīng)配用II級標(biāo)準(zhǔn)電池；在室溫t20時按下式計算電動勢補正：式中：Et溫度為t時的電動勢（伏）；E20溫度為20時的電動勢（伏）；t 使用時的溫度 升降溫度時，應(yīng)緩慢調(diào)整輸入電流，當(dāng)爐子溫度穩(wěn)定在檢查點附近時進行校驗。鎳鉻鎳硅熱電偶的檢定點為400、600、800、1000。先從標(biāo)準(zhǔn)開始依次讀取各熱電偶的電動勢，再依相反方向進行，每支讀數(shù)不應(yīng)小于兩次，測定順序如下：標(biāo)準(zhǔn)被檢1被檢2 標(biāo)準(zhǔn)被檢1被檢2在讀數(shù)一周期間爐溫變化不應(yīng)超過1。

7、 鉑銠10鉑熱電偶是貴金屬熱電偶，價格較貴，使用時應(yīng)十分小心，不得損壞。熱電偶經(jīng)校正后，其被測誤差如在允許誤差范圍內(nèi)，就算合格。否則，該熱電偶應(yīng)報廢或?qū)⒐ぷ鞫思羧ヒ欢?，重新焊接，再進行校驗。五、實驗報告要求 試驗結(jié)果整理畫出mv關(guān)系圖。 進行數(shù)據(jù)處理。把在同一校驗點所測得的標(biāo)準(zhǔn)與被校熱電偶的各讀數(shù)取算術(shù)平均值。查相應(yīng)的熱電偶分度表，得出相應(yīng)的溫度。求出誤差（t=t被t標(biāo)）看是否在允許誤差范圍內(nèi)，然后進行誤差分析。六、思考題1.分析冷端溫度變化對測量準(zhǔn)確性影響及如何進行校正？ 鎳鉻鎳硅熱電偶校驗實驗記錄表校驗點熱電偶種類熱電勢（mv）溫度誤差t修正值-t編號溫度測量值平均值順反1400標(biāo)準(zhǔn)實測1

8、被測22600標(biāo)準(zhǔn)實測1被測23800標(biāo)準(zhǔn)實測1被測241000標(biāo)準(zhǔn)實測1被測2附： 常用熱電偶新、舊分度號對照表名稱舊分度號新分度號鉑銠10鉑LB-3S鎳鉻鎳硅（鎳鉻-鎳鋁）EU-2K附錄：熱電偶技術(shù)數(shù)據(jù)種類分度號正負極辨別被校驗點溫度（）允差誤差（）極性熱電偶絲相應(yīng)補償絲溫度允差溫度允差鉑銠10-鉑S正負較硬柔軟紅綠60080010001200600±2.4>600±0.5%t 鎳鉻鎳硅 （鎳鉻-鎳鋁）K正負不親磁親磁紅綠4006008001000400±4>400±0.75%t鎳鉻銬銅EA正負色較暗銀白色紅黃300400（500）600

9、300±4>300±2.5或 ±0.75%t注：補償導(dǎo)線的色別為導(dǎo)線線芯絕緣層的顏色； t為熱電偶工作端溫度值（）實驗三加熱爐的溫度控制實驗項目性質(zhì)： 普通實驗所屬課程名稱： 熱工設(shè)備及儀表實驗計劃學(xué)時： 2學(xué)時一 實驗?zāi)康恼莆諣t溫的自動控制原理及技能。二 實驗內(nèi)容及要求 用溫控儀、交流接觸器、溫度傳感器等儀器及元器件，設(shè)計一個溫度控制裝置用來控制加熱爐的溫度。三 實驗主要儀器設(shè)備和材料K型熱電偶（鎳鉻鎳硅）、XMT-101型數(shù)字顯示溫控儀、交流接觸器、加熱爐（交流220V，功率1.5KW）、開關(guān)、導(dǎo)線等。四 實驗方法及步驟1.控溫原理：當(dāng)爐溫小于某一設(shè)定值

10、（例如780）時，加熱爐通電加熱，爐溫升高；當(dāng)爐溫大于該設(shè)定值（例如780）時，加熱爐斷電停止加熱；而當(dāng)爐溫低于該設(shè)定值時，加熱爐又通電加熱，如此反復(fù)。實現(xiàn)加熱爐溫度的自動控制。上圖是XMT-101型溫控儀后板的接線圖和加熱爐的示意圖。溫控儀的輸出是一個開關(guān)量（其允許電流小于1.5mA），即：工作時當(dāng)溫度小于設(shè)定值時，輸出短路（相當(dāng)于開關(guān)閉合）；當(dāng)溫度大于設(shè)定值時，輸出為開咱（相當(dāng)于開關(guān)斷開）?？梢杂闷渲腥我唤M開關(guān)（常開開關(guān)或常閉開關(guān)）。2實驗步驟（1） 根據(jù)所提供的器件，運用所學(xué)的知識自己繪出加熱爐的溫度控制電路圖。（2） 檢查電路圖是否可行。（3） 按電路圖接線。（4） 經(jīng)老師檢查無誤后通電，將溫控儀表設(shè)置在某一溫度，觀察溫控裝置能否實現(xiàn)溫度的自動控制。寫出實驗報告。五 實驗報告要求 繪出加熱爐的溫度控制電路圖。六、思考題1.本實驗所設(shè)計的加熱爐的溫度控制電路能否實現(xiàn)精確控溫？為什么？實驗四氣體滲氮、滲碳爐結(jié)構(gòu)實驗項目性質(zhì)： 普通實驗所屬課程名稱： 熱工設(shè)備及儀表實驗計劃學(xué)時： 2學(xué)時一 實驗?zāi)康恼莆盏湫蜖t體的結(jié)構(gòu)和熟悉各部件作用二 實驗內(nèi)容及要求畫出氣體滲氮、滲碳爐的結(jié)構(gòu)，寫出各部件的作用及精度三 實驗主要儀器設(shè)備和材料氣體滲氮爐、氣體滲碳爐、開關(guān)、導(dǎo)線等。四 實驗方法及步驟1.氣體滲氮爐和滲碳爐的結(jié)構(gòu)：觀察氣體滲氮爐和滲碳爐的爐體結(jié)構(gòu)和相關(guān)配