機械制造中的測試技術實驗指導書

1、機械制造中的測試技術實驗指導書遼寧石油化工大學機械工程學院實驗中心目錄實驗臺介紹1實驗一金屬箔式應變片單臂電橋性能實驗2實驗二金屬箔式應變片一一半橋性能實驗4實驗三金屬箔式應變片全橋性能實驗4實驗四金屬箔式應變片的溫度影響實驗 5實驗五直流全橋的使用一一電子秤實驗5實驗六交流全橋的使用振動測量實驗 6實驗七壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗 7實驗八直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗8實驗九交流激勵時霍爾式傳感器的位移實驗9實驗十被測體材質對電渦流傳感器特性影響10實驗十一集成溫度傳感器的特性實驗10附（一）溫控儀表操作說明 11附（二）溫控儀表操作說明 13實驗十二熱電阻測溫特性實驗14實驗臺介

2、紹一、實驗臺組成CSY-2000系列傳感器和檢測技術實驗臺由主控臺、三源板（溫度源、轉動源、振動源）、15個（基本型）或22個（增強型）傳感器和相應的實驗模板、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實驗臺桌六部分組成。 1、主控臺部分，提供高穩(wěn)定的土15V、+5V、± 2V土 10V可調、+2V+24V可調四種直流穩(wěn)壓電源；主控臺面板上還裝有電壓、頻率、轉速的3位半數(shù)顯表。音頻信號源（音頻振蕩器）0.4KHZ10KHZ （可調）；低頻信號源（低頻振蕩器）1Hz30Hz （可調）；氣壓源015kpa可調；高精 度溫度控制儀表（控制精度土 0.5 C ） ； RS232計算機串行接口；流量計。2、三源板

3、：裝有振動臺1Hz30Hz （可調）；旋轉源0-2400轉/分（可調）；力口熱源V200 c （可調）。3、傳感器：基本型傳感器包括：電阻應變式傳感器、擴散硅壓力傳感潛、差動變壓滯、電容式傳感器、霍爾式位移傳感器、霍 爾式轉速傳感潛、磁電轉速傳感器、壓電式傳感器、電渦流位移傳感器、 光纖位移傳感器、光電轉速傳感器、集成溫度傳感器、K型熱電偶、E型熱電偶、Pt100鋁電阻，共十五個。增強型部分：可增加濕敏傳感器、氣敏傳感器、PSD位置傳感器、扭矩傳感器、超聲移傳感器、CCD電荷耦合器件、光柵位移 傳感器等七種傳感器和沖擊實驗臺。4、實驗模塊部分：普通型有應變式、壓力、差動變壓器、電容式、霍爾式、

4、壓電式、電渦流、光 纖位移、溫度、移相/相敏檢波/濾波十個模塊。增強型還增加氣敏、濕敏、PSD扭矩、超聲波、CCD光柵、沖擊實驗八個模塊。5、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件：數(shù)據(jù)采集卡采用12位A/D轉換、采樣速度1000點/秒，采樣速度可 以選擇，既可單步采樣亦 能邊續(xù)采樣。標準RS-232接口，和計算機串行工作。提供的處理軟件有良好的計算機顯示界面，可以進行實驗項目選擇和編輯， 數(shù)據(jù)采集，特性曲線的分析、比較、文件存取、打印6、實驗臺桌尺寸為1600X 800x 280 （mm），實驗臺桌上預留計算機及示波器安放位置。、傳感器的簡要特性列于下表傳感器特性（參考值）序號實驗模板名稱量程精度實驗內容備注

5、1電阻應變式傳感器電阻應變式傳感器0-500g(200g)土 0.5%1-7簡易電子稱2壓力傳感器擴散硅壓力傳感器0-50kpa± 2%8-9差壓3差動變壓器差動變壓器士 5mm± 1%10-134電容式傳感器電容式傳感器士 2mm土 1%14-155霍爾式位移傳感器霍爾式位移傳感器± 5mm± 2%16-196/霍爾式轉速傳感器0-2400 轉 / 分± 3%207基/磁電式傳感器0-2400 轉 / 分< 1%21-228本壓電式傳感器壓電式傳感器100kpa± 2%239型電渦流位移傳感器電渦流位移傳感器士 2mm

6、7; 3%24-2910光纖位移傳感器光纖位移傳感器0-1 mm土 2%30-3211/光電轉速傳感器0-2400/ 分< 1%33-3412集成溫度傳感器-55 +150C± 2%3513溫度傳感器Pt100鋁電阻0-800 C土 2%36三線制14K型熱電偶0-800 C土 3%37-3815E型熱電偶0-800 C土 3%37-3816/氣敏傳感器50-2000PPm40對酒精敏感17/濕敏傳感器10-95%RH土 5%4118增PSD位移傳感器PSD位置傳感器士 2mm土 2%42-4319強扭矩傳感器扭矩傳感潛± 1%44-4520型超聲位移傳感器超聲位移傳

7、感器5 30cm1cm46-4721CCD實驗儀CCD電荷耦合器件測3-6 mm直2%48-4922光柵位移傳感器光柵位移傳感器徑0-100mm0.05%50有觀察孔實驗一金屬箔式應變片一一單臂電橋性能實驗、實驗目的：了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和性能。、基本原理：電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應變效應,描述電阻應變效應的關系式為:A R/R=Ks式中A R/R為電阻絲電阻相對變化，K為應變靈敏系數(shù)，s =A L/L為電阻絲長度相對變化，金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應變敏感元件，通過它轉換被測部位受力狀態(tài)變化、電橋的作用完成電阻

8、到電壓的比例變化, 電橋的輸出電壓反應了相應的受力狀態(tài)。對單臂電橋輸出電壓U01=EKs /4o三、需用器件和單元：應變式傳感器實驗模板、應變式傳感器、祛碼、數(shù)顯表、土15V電源、土4V電源、萬用表（自備）。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖（11）應變式傳感器已裝于應變傳感器模板上。傳感器中各應變片已接入模板的左上方的R1、R2、R3 R4加熱絲也接于模板上，可用萬用表進行測量判別，R仁R2=R3=R4=35IO,加熱絲阻值為50Q左右。圖1-1應變式傳感安裝示意圖2、接入模板電源土 U益電位蜘（從主控箱引入），檢查無誤后，合上主控箱電源開關，將實驗'間位棋板語斑皤差動放R7接成直流電橋（R5

9、rRw3順時針調節(jié)大致短接，輸出E、負輸入端和地和主控箱面板上4使數(shù)顯表顯示為零微顯表的切換開關顯表電壓輸入應變3、將應變式俵濮后,-4s 力。匕二二模:塊內已連接好）1好.電橋調零電位器ZFR1 （即模板左上方的R1）接入電喬保為限個橋臂和絲R5 R6生控箱電源開關。調節(jié)VJa上橋路電源土U 4V （從主控 數(shù)顯表顯示為零。C n圖1-2應變式傳感器單臂電橋實驗接線圖接主控箱接放顯表山朝(mv)5、根據(jù)表左：S f1= 以。）送科加完”G為2(m/yF輸出平均值,五、思考題：/播主控陰電單臂電橋時，作為橋臂電Oge下實驗結果Rb“92®R16 品勻平均值）和股合直戔性誤 vfs滿量

10、-S=A U/W (Au 輸出JC2線的萬 差: 十 K19-4-F Riip +K .（1） I選用：一 正受拉）應變片如受受壓）應變片O Rw? CJ Rwj O Rw4、 Vi地電源輸出直到500g （或實驗二金屬箔式應變片一一半橋性能實驗一、實驗目的：比較半橋和單臂電橋的不同性能，了解其特點。二、基本原理：不同受力方向的兩片應變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出其橋路輸出電壓U02=EK/& 2o靈敏度提高，非線性得到改善。當兩片應變片阻值和應變量相同時，三、需用器件和單元：同實驗一。四、實驗步驟：1、傳感器安裝同實驗一。做實驗（一）2的步驟，實驗模板差動放大器調零。2、根據(jù)圖2-1

11、接線。R1、R2為實驗模板左上方的應變片，注意R2應和R1受力狀態(tài)相反，即將傳感器中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應變片作為電橋的相鄰邊。接入橋路電源土4V,調節(jié)電橋調零電位器Rw1進行橋路調零，實驗步驟3、4同實驗一中4、5的步驟，將實驗數(shù)據(jù)記入表2-1 ,計算靈敏度S=A U/A W,非線性誤差§ f2o若實驗時無數(shù)值顯示說明應更換另R2和R1為相同受力狀態(tài)應變片,一個應變片。表2-1重量（g）電壓（mv）五、思考題1、2、橋路 變效應是非線性的圖211 應變片傳感器半橋實驗接線圖加負載串量值I實驗三金屬箔式應變片一一全橋性能實驗一、實驗目的：了解全橋測量電路優(yōu)點。二、

12、基本原理：全橋測量電路中，將受力性質相同的兩應變片接入電橋對邊，不同的接入鄰邊，當應變片初始阻值：R仁R2=R3=R4,其變化值A R仁A R2=A R3=A R4時，其橋路輸出電壓U03=KE&。其輸出靈敏度比半橋又提高 了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。三、需用器件和單元：同實驗一。四、實驗步驟：1、傳感器安裝同實驗一。2、根據(jù)圖31接線，實驗方法和實驗二相同。將實驗結果填入表13 ；進行靈敏度和非線性誤差計算。搔主擰箱接數(shù)顯衷* 電源輸出V,地重量（g）電壓（mV五1、是否可以1卜 RHht!全橋:R4QS?© Qifflrc、心裁題：R1f測量中當兩組對邊（Ri

13、、 （2）不可以.某工程技術人員在進行而外加電（寸邊）電商直至相同而,Rj4 材上貼了兩組應變片”，即MR3庭窯WmR2 R1?R15R19如荷利用這四片電阻應變片.時,、二二！圖33箱全橋性能實驗接線圖£斗°電源輸出表3-1全橋輸出電壓和加負載重量值圖3-2應變式傳感器受拉時傳感器圓周面展開圖F實驗四金屬箔式應變片的溫度影響實驗、實驗目的：了解溫度對應變片測試系統(tǒng)的影響。二、基本原理：電阻應變片的溫度影響，主要來自兩個方面。敏感柵絲R1溫度系數(shù)，應變柵線膨脹系數(shù)和彈性體（或被測試件）的線膨脹系數(shù)不一致會產生附加應變。因此化。變化時，在被測體受力狀態(tài)不變時，輸出會有變、需用

14、潛件和單元：應變傳感落實驗模板、R2數(shù)顯表單元、直流源、加熱器廠（已貼在應變片底部）四、實驗步驟:保持實驗三實驗結果2、將200g成碼加于祛碼盤上，在數(shù)顯表上讀取某整數(shù)值U01o3、將5V直流穩(wěn)壓電源（主控箱）接于實驗模板的加熱潛插孔上，數(shù)分鐘后待顯表電壓顯示基本穩(wěn)定后，記下讀數(shù)生的相對誤差五、思考題：1、金屬箔式應變片溫度影響有些消除方法?Uot, Uot-Uo1即為溫度變化的影響。計算這一溫度變化產x 100%Uot2、應變式傳感器可否用于測量溫度?實驗五直流全橋的使用一一電子秤實驗一、實驗目的：了解應變片直流全橋的使用電路的標定。二、基本原理：電子秤實驗原理為實驗三全橋測量原理，通過對電

15、路調節(jié)使中.路輸出的電壓值為重量對應侑，中壓量綱（V）改為重量量綱（。）即成為一臺原始電子秤。15V電源、± 4V電源。三、需用器件和單元：應變式傳感落實驗模板、應變式傳感器、祛碼、土 四、實驗步驟：1、按實驗一中2的步驟將差動放大器調零：按圖1-4全橋接線，合上主控箱電源開關調節(jié)電橋平衡電位器Rw1使數(shù)顯表顯示0.00V。2、將10只祛碼全部置于傳感器的托盤上，調節(jié)電位器Rw3 （增益即滿量程調節(jié)），使數(shù)顯表顯示為0.200V（2V檔測顯）或0200V。3、拿去托盤上的所有法碼，調節(jié)電器Rw4 （零位調節(jié)），使數(shù)顯表顯示為0o 000V或一 0。000V。4、重復2、3步驟的標定過

16、程，一直到精確為止，把電壓量綱V改為重量量綱g,就可秤重，成為一臺原始的電子秤。5、把破碼依次放在托盤上，填入下表：重量（g）電壓（mv）6、根據(jù)上表計算誤差和非線性誤差實驗六交流全橋的使用振動測量實驗、實驗目的：了解利用交流電橋測量動態(tài)應變參數(shù)的原理和方法。二、基本原理：對于交流應變信號用交流電橋測量時，橋路輸出的波形為一調制波，不能直接顯示其應變值，只有通過移相檢 波和濾波電路后才能得到變化的應變信號，此信號可以從示波器讀得。三、需用器件和單元：音頻振蕩器、低頻振蕩器、萬用表（自備）、應變式傳感實驗模板、相敏檢波器模板、臺面上低頻輸入和應變輸出雙線示波器（自備）、振動源。四、實驗步驟：1、

17、模塊上的傳感器不用，改為振動梁的應變片（即臺面上的應變輸出）。2、將臺面三源板上的應變插座用連接線插入應變傳感器實驗模板上。因振動梁上的四片應變片已組成全橋，引出線為四芯線，因此可直接接入實驗模板面上電橋模型四個插孔上。接線時應注意連接線 上每個插頭的意義，對角線的阻值 為350 Q左右，若二組對角線阻值均為350 Q,則接法正確。3、根據(jù)圖6-1,接好交流電橋調平衡電路及系統(tǒng)，R8、Rw1 C Rw2為交流電橋調平衡網絡。檢查接線無誤后，合上主控箱電源開關，將音頻振蕩器的頻率調節(jié)到5KHz左右，幅度調節(jié)到10Vp-p。（頻率可用數(shù)顯表Fin監(jiān)測，幅度可用示波器監(jiān)測）。將示波器接入相敏檢波的輸

18、出端，觀察示波器的波形，順時針調節(jié)Rw3到最大，調 節(jié)Rw1 Rw2 Rw4使示波器顯示的波形無高低且最?。ㄊ静ㄆ鞯难据S為0.1V/div, X軸為0.2ms/div）,用手按下振動圓盤（且按住不放），調節(jié)移相器為和相敏檢波器的旋扭， 使示波器顯示的波形有檢波趨向。4、惠汽圖6"應變片振動測量實驗接線圖-譽陸孔，調節(jié)低頻振蕩器輸出幅度和頻率使振動臺明顯振動。5、調節(jié)示波器Y軸園 盤）敏檢波器輸出端（解調波）及低通濾波器輸出端（包絡線波形一一傳感器信號）波形，調節(jié)實驗電路中各電位器旋扭，用示波器觀察各 節(jié)波形，體會電路中各電位器的作用。調節(jié)電位器使各波形接近理論波形，并使低通濾波器輸出

19、波形不失真并且峰一峰值最大。6、固定低頻振蕩器幅度鈕旋位置不變，低頻輸出端接入數(shù)顯單元的Fin,把數(shù)顯表的切換開關打到頻率檔監(jiān)測低頻頻率。調節(jié)低頻輸出頻率，用示波器讀出低通濾波輸出V0的電壓峰峰值，填入表1-5。表6-1F(Hz)VO(p-P)從實驗數(shù)據(jù)得振動梁的自振頻率為 HZo五、思考題：1、 在交流電橋測量中，對音頻振蕩器頻率和被測梁振動頻率之間有什么要求?2、請歸納直流電橋和交流電橋的特點？3、移相器的電路原理，如圖 6-2,試分析其工作原理。智4、相敏檢波器的電路原理如6-2 移相器電原理圖 圖'6-3,衛(wèi)分析其工作原理。ks i= -n圖6-3相敏檢波器的電路原理小結：電阻

20、應變 8年開始使用到目前，耍承亙建度可達萬分之一甚至更高種種形削螂性株板0%， 器最圖精7、絲直接用以測量機械儀器及工程結構等的應變外,士誦旦和感器，組成各種常見的使用場合如各種商用電W二避照試系統(tǒng)帶稱。如稱重、壓力扭矩、位移、加速度等高爐三：二吊鉤稱、配料系統(tǒng)（5）汽車衡、軌道衡等。實驗站帳壓阻式壓力傳感器的壓力測基實驗，實9 了解擴散硅壓阻式壓力傳感器測量壓力的原理和方法u oP型或N型電阻條，接成電橋。在壓力作相納檢謖黑二、基本原理：擴散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基片上擴散出用下根據(jù)半導體的壓阻效應，基片產生應力，電阻條的電阻率產生很大變化，弓I起電阻的變化，我們把這一變化引入測量電路

21、，則其 輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。三、需用器件和單元：壓力源（己在主控箱）、壓力表、壓阻式壓力傳感器、壓力傳感器實驗模板、流量計、三通連接導管、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓源土4V、± 15Vo四、實驗步驟:1、根據(jù)圖71連接管路和電路，主控箱內的氣源部分，壓縮泵、貯氣箱、流量計主控箱內部已接好。將壓力表放置傳感器支架上，三通連接管中硬管端插入主控板上的氣源快速插座中（注意管子拉出時請用手按住氣源插座邊緣往內壓，則硬管可輕松拉出）。其余兩根軟導管分別和標準表和壓力傳感器接通。這里選用的差壓傳感器兩只氣咀中，一只為高壓咀，另一只為低壓咀。本實驗模板連接見圖2-2,壓力傳感器有4端：3

22、端接+2V電源，1端接地線，2端為U0+, 4端為U0-。1、2、3、4端順序排列見圖22。端接線顏色通過觀察傳感器引腳號碼判別。圖7-1 壓阻式壓力傳感器測量系統(tǒng)2、實驗模板上Rw2用于調節(jié)零位，Rw2可調放大倍數(shù)，按圖72接線到主控箱數(shù)顯 模板的放大港輸出V02弓|表的Vi插座。將顯示選擇開關撥到顯示為零。3、先松開流量計下端進氣口調與閥的旋鈕,開通20V檔，反復調2 （R*1旋到滿度的1 /3n計。使數(shù)顯表撼搔壓力實臉接線圖一4、5、逐步關小流量計旋鈕,使'緋6、仔細地逐步由小下相應的數(shù)顯表值列于表(7-+ I5v的滾珠浮09*地顯控 箱Rwi低高 Vs<壓口 +4合上主

23、箱上的氣源開天圖X壓力此時可看到濟事-.力表搭小蝦刻度。干流皿計旋鈕，他iVo-eftP(KP)VO(p-P)表（7-1）壓力傳感器輸出電壓和輸入壓力值7、計算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。8、如果本實驗裝置要成為一個壓力計，則必須對電路進行標定，方法如下：輸入4KPa氣壓，調節(jié)Rw2 （低限調節(jié)）使數(shù)顯表顯示0.400V,當輸入12KPa氣壓，調節(jié)Rw1 （高限調節(jié)），使數(shù)顯表顯示1.200V這個過程反復調 節(jié)直到足夠的精度即可。五、思考題: 利用本系統(tǒng)如何進行真空度測量?實驗八直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗一、實驗目的：了解霍爾式傳感潛原理和使用。二、基本原理：根據(jù)霍爾效應，霍爾電勢UH

24、=KH舊當霍爾元件處在梯度磁場中運動時，它就可以進行位移測量。三、需用器件和單元：霍爾傳感器實驗模板、霍爾傳感潛、直流源土 4V、± 15V、測微頭、數(shù)顯單元。四、實驗步驟：1、將霍爾傳感器按圖8-1安裝?；魻杺鞲衅骱蛯嶒災０宓倪B接按圖8-2進行。1、3為電源土 4V,童架2、4為輸出。圖8-1 霍爾傳感器安裝示意圖2、開啟電源，調節(jié)測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置再調節(jié)RW2使數(shù)顯表指示為零。X(m叫V(mv)作出V-X曲線，計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。五、思考題:本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化?實驗九交流激勵時霍爾式傳感器的位移實驗1、傳感器安裝同

25、實驗十六，實驗模板上連線見圖9-1 o霍爾實驗模板IKHE6移相、相敏、低通模板2、調節(jié)音頻振戰(zhàn)頻率圖9-1交流激勵時霍爾傳感器位移實驗接線圖i R1引入電路中（激勵電壓E從音頻輸出端E說從示波器測e出耳心Z器峰一工峰頻率1 KHZ幅值為4V峰一峰值，注意電壓過大會燒值為4V, 壞霍爾3、調節(jié)測微頭使霍爾傳感器處于磁鋼中點，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢為最小，一然后從數(shù)顯表上觀察，調節(jié)電位器RW1 RW2使顯示為零。一、實驗目的：了解交流激勵時霍爾片的特性。二、基本原理：交流激勵時霍爾兀件和直流激勵一樣，基本工作原理相問，不問之處是測量電路。三、需用器件和單元：在實驗十六基礎上加相敏檢波

26、、移相、濾波模板、雙線示波器。四、實驗步驟：4、調節(jié)測微頭使霍爾傳感器產生一個較大位移，利用示波潛觀察相敏檢波器輸出，旋轉移相單元電位器RW和相敏檢波電位 器RW,使示波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示相對值。5、使數(shù)顯表顯示為零，然后旋動測微頭記下每轉動0.2mm時表頭讀數(shù)，填入表9-2o表9-2交流激勵時輸出電壓和位移數(shù)據(jù)X(mm)V(mv)6、根據(jù)表52作出VX曲線，計算不同量程時的非線性誤差。五、思考題：利用霍爾元件測量位移和振動時，使用上有何限制?實驗十被測體材質對電渦流傳感器特性影響一、實驗目的：了解不同的被測體材料對電渦流傳感器性能的影響。二、基本原理：渦流效應和金屬導體本身的電

27、阻率和磁導率有關，因此不同的材料就會有不同的性能。三、需用器件和單元：除和實驗二十四相同外，另加銅和鋁的被測體小圓盤。四、實驗步驟：1傳感器安裝和實驗二十四相同。2、將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。3、重復實驗二十四步驟，進行被測體為鋁圓片和銅圓片時的位移特性測試，分別記入表10-1和表10-2o表10-1被測體為鋁圓片時的位移為輸出電壓數(shù)據(jù)X(mm)V(v)表10-2被測體為銅圓片時的位移和輸出電在數(shù)據(jù)X(mm)V(v)4、根據(jù)表10-1和表10-2分別計算量程為1mm和3 mm寸的靈敏度和非線性誤差（線性度）5、分別比較實驗二十四和本實驗所得結果進行小結。五、思考題：當被測體為非金屬材料，如何利

28、用電渦流傳感器進行測試？實驗十一集成溫度傳感器的特性實驗一、實驗目的：了解常用的集成溫度傳感器基本原理、性能和使用。二、基本原理：集成溫度傳感潛將溫敏晶體管和相應的輔助電路集成在同一芯片上，它能直接給出正比于絕對溫度的理想線性輸出,般用于-50 C+150 C之間溫度測量，溫敏晶體管是利用管子的集電極電流恒定時，晶體管的基極一一發(fā)射極電壓和溫度成線性關系。為克服溫敏晶體管生產時Ub的離散性，均采用了特殊的差分電路。集成溫度傳感器有電壓型和電流型二種，電流輸出型集成溫度傳感器，在一定溫度下，它相當于一個恒 流源。因此它具有不易受接觸電阻、引線電阻、電壓噪聲的干擾。具有很好的線性特性。本實驗采用的

29、是國產的AD590它只需要一種 電源（+4V-+30V）。即可實現(xiàn)溫度到電流 的線性變換，然后在終端使用一只取樣電阻（本實驗中為R2=1K見圖111 ）即可實現(xiàn)電流到電壓的轉換。三、需用器件和單元: 模板、數(shù)顯單元。它使用方便且比電壓型的測量精度更高。使用范圍50C+150C,溫度系數(shù)：1 P A/Ko熱電偶、溫度控制單元、溫度源單元、集成溫度傳感器、溫度傳感器實驗圖11集成溫度傳感器實驗原理圖,學會基本參數(shù)設定。四、實驗步驟:1、注意：首先根據(jù)實驗臺型號2、將熱電偶插入臺面三源板加“皿川 上的熱電偶EK插孔中，紅線為型，S-H中。將K型熱電偶自由端引線插入主控面禺護色為負。它們熱電勢熱電偶。

30、球一中己安置了二支熱電偶，K型和表中可以判別就從熱電膨,豎型和E型（E型熱電勢大）R23、將加熱器的220V電源插頭插入主控箱面板上的R4 itT220V控制電源插座上。4、將主控箱的風扇源（224V）和三源板的冷風扇對應相連，電機轉速電壓旋至最大。5、將集成溫度傳感器加熱端插入加熱源的另一個插孔中，尾部紅色線為正端，插入實驗模板的a端，見圖11-1 ,另一端插入b孔上，a端接電源+ 4V,b端和電壓表Vi相接，電壓表量程置200mv檔。6、合上電流開關和加熱源開關，設定溫度控制值為50 C,當溫度控制有50 C時開始記錄電壓表讀數(shù)，重新設定濕度值為50C +nA t,建議 t=50C, n=

31、110,每隔1 n讀出當數(shù)量顯表輸出電壓和 溫度值。記下數(shù)顯表上 相應讀數(shù)，記入表11-1。7、由表11-1數(shù)據(jù)計算在此范圍內集成溫度傳感器的非線性誤差。T(C )V(MV)五、思考題：大家知道在一定的電流模式下PN結的正向電壓和溫度之間具有較好的線性關系，因此就有溫敏二極管，你若有興趣可以利用開關二極管或其它溫敏二極管在50 C -100C之間，作溫度特性，然后和集成溫度傳感器相同區(qū)間的溫度特性進行比較，從線性看溫度傳感器線性優(yōu)于 溫敏二極管，請闡明理由。附（一）溫控儀表操作說明1、功能的調出順序+儀表通電后，上排顯示INP,下排顯示分度號（E或K）,表示輸入類型。經過4秒鐘后，上排顯示40

32、0,下排顯示0,表示測量范圍。再經過4秒鐘后，上排顯示測量值，下排顯示設定值，進入正常工作狀態(tài)。+溫度的設定：按鍵，上排顯示SPc按或鍵，使下排顯示為所需要的值。再按鍵回到標準模式。+控制參數(shù)的設定：按鍵4秒鐘以上，上排顯示控制參數(shù)的提示符（詳見控制參數(shù)一覽表），按或鍵，使下排顯示為所需要的值。繼續(xù)按鍵，上排依次顯示各參數(shù)的提示符，按或鍵，使各控制參數(shù)為所需要的值，再按鍵4秒鐘以上，回到標準模式。（無鍵按下1分鐘后自動返回到標準模式）十若紅色顯示的下邊出現(xiàn)0000則說明熱電偶接反，上邊出現(xiàn)0000則說明熱電偶開路或溫度超過測量范圍。+儀表控制參數(shù)的自整定功能：按鍵20秒后AT類閃爍，儀表開始自

33、整定，溫度經過一到二次波動后自整定結束，AT燈滅。儀表將以新的控制參數(shù)進行控制，并永遠保存。2、各功能參數(shù)一覽表：提示符名稱設定范圍說明出廠值RL報警設定-100-400C報警點設定，當AL> 0時為上限報警；當ALV。時為下限 報警，輸出狀態(tài)自動翻轉，實際報警點二SF- AL)50ALrt測量值修正-100-100 C用于修正由熱電偶、補償導線所產生的測量誤差。0rTHr過沖抑制0-100C減小Ar能減小溫度過沖，當SP改變時,Ar需重新 設定， 自整后Ar重新確定，并根據(jù)SP動調整.P=0時,Ar為控制不靈敏 區(qū),Ar=0 為 0.4 Co100Ar尸比例范圍0-400C比例作用調節(jié)

34、,P越大比例作用越小，系統(tǒng)增益越低P太大，達 到設定值的時間太長。P太小，溫度出現(xiàn) 波動。25pt控制周期1100秒繼電器輸出不小于20秒外接固態(tài)繼電器或可控硅的儀表,T取3各處.203TCr系統(tǒng)常量1-999和加熱對象的功率、升溫時間、熱電偶的位置、儀表的比例范 圍等多種因素有關。一般慣性大的現(xiàn)象Cr應大一些。72CrLc密碼鎖02LC=O:所有參數(shù)勻能修改.LC=1 ;只能修改給定值 （SP） o LC=2:有參數(shù)勻不能修改。0LC3、面板布置說明-f-M W W!表操作說明值1通電前檢查接線正確無誤，感溫元件和儀表分度號致，儀表通電5S內顯示窗先顯PV窗輸出代碼、SV窗同輸 出代I哪腳或

35、晟變正是偏艷強援阮學崎埴強利物認,如需修改其它參入工作狀態(tài)，按SET鍵0.5秒SV顯示窗閃爍二概時可改1 SET數(shù)，必須按住SET鍵0.5秒若干下,錢鍵大于匚3,秒,即進歹B菜單j可按要求逐一修改內粹出*見操作流程一聲啡j修改完畢奧瘠冊”味態(tài). 菜單凸15秒它鍵按下（該窗內新設置的的數(shù)據(jù)無帶）自動進入新的工作狀態(tài)2、在輸入信號.大于量程上限時.用于詞整戢字3、當溫度控制效果不夠理想時,可以通過人工或自整定來改變PID參數(shù)。操作方法如下：人工修正：將儀表進入菜單至P窗，再用? 鍵來修正P值，再按SET鍵0.5S進入I窗，I、DT的修正即開始新的PID參數(shù)。自整定修正：將儀方法同上，然后再按SET

36、鍵0.5S若干下返回正常工作狀態(tài), 表進入B菜ATU窗后選擇（1）（選。時為不自整定）,選好按SET鍵確認后儀表即進入自整定狀態(tài)，同時AT燈亮，待自整定完 成AT燈閃時再按SET鍵2秒確認后即按新的自整定PID參數(shù)工作。用自整修正PID值時應注意當負載為多段串聯(lián)加熱方式（如擠 出機械），其中某段進入自整定過程時，應心意一保持前拍 二段的溫度不變，否則會影響自整定效果。4、PID參數(shù)的設置原則:P為比例帶（加熱側），如過沖大可加大比例帶。如希升溫快可減小比例帶。I為積分時間，如溫度波動較大則加長積分，反之則減小積分。一般來說系統(tǒng)滯后現(xiàn)象越嚴重，積分時間越長。D為微分時間，一般取積 分時間的（1/

37、5-1/4） o5、PID控制和位式控制功能的切方法：若需把儀表切換成位工控制（常規(guī)儀表出廠設置均為PID控制），政黨工作狀態(tài)儀表按住SET鍵3s以上進入B菜單后，再按SET鍵0.5S若干下至P窗，把P設為0后按SET鍵若干下至T窗，把 T設為1即進入位式控制，其控溫范圍（切換差）可通過改變dP值來實現(xiàn)，位式控制時的dP值舉例：SV二100C時，設 dP=12.5C ，則實際輸出控制范圍為87.5-112.5 C。若需返回至PID控制時，把P、T、dP值還原即可。PID控制適用于高精度控溫場S合，系統(tǒng)配置穩(wěn)定合理可達土 1個字精度；位式控制適 用于控制某一段范圍內的溫度。6、進入C菜單的設置方

38、法：（C菜單因儀表功能不同而有所不同；非專業(yè)人士及無特殊情況下請勿進入C菜單。）先進入B菜單的ATU窗后同時按住鍵0.5秒至PV窗顯示L可設置量程下限；再按SET鍵0.5秒，PV窗顯示 H,可設置量程上限；按SET0.5秒，PV窗顯示LP, LP=T沖限，常規(guī)值26；按SET0.5秒，PV窗顯示L1,在L1值內無開機及 設定后默認值，常規(guī)610；按SET0.5秒，PV窗顯示A,在SV窗選1或0,選1時為絕對值報警（報警設定值=報警輸出值）， 選0時二偏差值報警（主控值土報警設定 值=報警輸出值）;當測量值低于下限報警輸出值時 ALM燈亮下限繼電器吸合，高于上限 報警輸出值時ALM燈亮，上限繼電

39、器吸合；再按 SET0.5秒，PV窗顯示I, I常規(guī)3內大控制快；按SET0.5秒，PV窗顯示E, E為抗干擾等級，0=常規(guī)，仁加強，按SET0.5秒，PV窗顯示P, P （30-100%）為輸出最大功率限制，按SET0.5秒即進入新 的工作狀態(tài)。7、若控溫失常請檢查儀表參數(shù)是否被誤修改，傳感器部分是否失效。按鍵不起作用，請檢查LCK鍵是否被鎖定。8、操作流程實驗十二、實驗目的：了解熱電阻的特性和使用。PV：熱申.陽0溫芽I實tSV 1A7R椿入吒的I二、基本原理：利用導體電阻隨溫度變大，穩(wěn)定性好，電阻率高，電阻和溫度之間最好電阻Rt 和溫度t的關系為：Rt=R0（1+At+B t2）的特性字

40、$藥彗性關熱電阻嚴測量時，要求其材料電阻溫度系數(shù)系。常請電阻和銅電阻在in0.6 30.74 C 以內, -100-FSW(-10 0-FS99R0系溫度為0C時的電阻。本實驗R0=100C, 阻現(xiàn)是三線連接，其中一端接二根引線主要為消除引線電阻溫度控制3B三、需用器件和單元：加熱源、K型熱電偶、數(shù)顯單Pt10°熱電阻、元、萬用表。Bt=-5.847 X 10-7/C2,鋁電單元、溫度傳感器實驗模板、 0-250四、實驗步驟：1、同實驗三十五、步操作。2、將Pt100鋁電阻三根線引入“ Rt ”輸入的 短接的 二根線接b端。這樣Rt和R3 R1、Rw1、R活動點和R6相 接，見圖12

41、-1。tn覲畤*1902.900當測出Pt100三根線中其中利單臂電橋壬作舷及;Rw1中心2VSSRISCR SI3接主控箱電源箱出、加土和中心湛動點之禾甲之間 搦下輸I HN設定溫度R1Rw1 一使電橋平衡,即橋路輸出端,調PTZA>圖12-1熱電阻測溫特性實驗后使即02=0，,接上2 Rw2R950C,卜RioRmERi3 RW3 Ki? Rwi地顯50C +n, 3建議 t=5 C, n=110,每隔1n讀出數(shù)顯12-1 o時記錄下電壓表讀數(shù)值，重新設定溫度值為 表輸出電壓和溫度值，將結果填入下表表 12-1t( C)V(mv)6、根據(jù)表12-1值計算其非線性誤差。五、思考題：如何

42、根據(jù)測溫范圍和精度要求選用熱電阻?實驗十三光電轉速傳感器的轉速測量實驗一、實驗目的：了解光電轉速傳感器測量轉速的原理及方法。二、基本原理：光電式轉速傳感潛有反射型和直射型二種，本實驗裝置是反射型的，傳感器端部有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源在轉盤上反射后由光電管接受轉換成電信號，由于轉盤有黑白相間的12個間隔，轉動時將獲得和轉速及黑白間隔數(shù)有關的脈沖，將電脈計數(shù)處理即可得到轉速值。三、需用器件和單元：光電轉速傳感潛、+ 5V直流電源、轉動源單元及轉速調節(jié)2-24V,數(shù)顯轉速/頻率表。四、實驗步驟：1、光電轉速傳感器安裝如圖54所示，在傳感潛支持架上裝上光電轉速傳感器，調節(jié)高度，使傳感器端面離

43、平臺表面2 3mm,將傳感器引線分別插入相應插孔，其中紅色接入直流電源+5V,黑色為接地端，蘭色輸入主控箱Fm。轉速/頻率表置“轉速”檔。2、將轉速調節(jié)224V接到轉動源24V插孔上。3、合上主控箱電源開關，使電機轉動并從轉速/頻率表上觀察電機轉速。如顯示轉速不穩(wěn)定，可調節(jié)傳感器的安裝高度。五、思考題：已進行的實驗中用了多種傳感器測量轉速，試分析比較一下哪種方法最簡單、方便。實驗十四無源和有源濾波器一、實驗目的1 了解RC無源和有源濾波器的種類、基本結構及其特性。2 分析和對比無源和有源濾波器的濾波特性。 二、實驗設備1 - THZK-1型測控技術綜合實驗裝置2 虛擬示波器 三、實驗內容1 測試無源和有源LPF （低通濾波器）的幅頻特性。2 .測試無源和有源HPF(高通濾波潛)的幅頻特性。四、實驗原理1 .濾波器是對輸入信號的頻率具有選擇性的一個二端口網絡，它允許某些頻率(通常是某個頻率范圍)的信號通過，而其它頻率的信號幅值均要受到衰減或抑制。這些網絡可以由RLC元件或RC元件構成的無源濾波器，也可由RC元件和有源器件構成的有源濾波器。根據(jù)幅頻特性所表示