化工儀表及自動化實驗講義

化工儀表及自動化實驗講義實驗一熱電偶溫度計的使用一．實驗?zāi)康模?3．掌握熱電偶冷端溫度影響及補償方自耦變壓器（帶電流表45．熱電偶6．接線板（帶調(diào)整電阻8．30cm三．實驗內(nèi)容（一）熱電偶配手動電位差計測溫：11-1電偶冷端溫度為零度，將熱電偶冷端放置保溫瓶中內(nèi)冰水混合物中。圖1-1熱電偶溫度計接線圖2．把雙向開關(guān)打向手動電位差計進行測溫。動電位差使檢流計電流為零，然后把雙向開關(guān)打向“測量（或未知）”位置，即可進行測量。注意：手動電位差計的雙向開關(guān)在每一次測量完后，應(yīng)置于中間位置，以減少干電池的耗電量。的影響。（二）熱電偶配動圈儀測溫：把雙向開關(guān)打向動圈儀進行測溫。這樣動圈儀指示的溫度就是電爐溫度。短接調(diào)整電阻，再測一次爐溫，以考察外阻對動圈儀測溫的影響。（三）在測溫點相同的條件下，同時用手動電位差計和動圈儀對爐溫進行測量，將兩個測量結(jié)果進行比較。（四）改變測溫點，重復(fù)（三），將電爐內(nèi)的溫度分布得到。測溫點數(shù)不少于10個。四．實驗報告1動圈儀分度號Eu—20—8001.026.0℃測溫點距離（cm）測溫儀表手動電位差計138動圈儀外阻（Ω）150150讀數(shù)mV25.1425.16℃6066272．畫出熱電偶配動圈儀和手動電位差計的接線圖。1-1如何影響，對于電位差計又是如何影響。答：從實驗結(jié)果可以看出，熱電偶測量線路電阻的大小對于用動圈儀測量時使其測量結(jié)果偏大，對于電位差計使其測量結(jié)果幾乎無影響。值進行比較，如有差別，哪一個測量結(jié)果更為準確？答：利用電位差計測得的熱電勢列式計算電爐溫度，并與動圈儀指示值進行比較，電位差計測得的熱電勢計算的電爐溫度更為準確。由于動圈儀的精度為1.0，其最大引用誤差為1.0%某（800－0）＝8℃；利用電位差計測得的熱電勢后查表得的電爐溫度的誤差為1℃，所以經(jīng)比較電位差計測得的熱電勢計算的電爐溫度更為準確。繪制電爐的溫度分布曲線。手動電手動電測溫點距離動圈儀測溫點距離動圈儀位差計位差計13825.3261062825.6561723625.4361272625.7261933425.4561482425.6761843225.4561492225.4661453025.55616102025.21607注：由上題可知手動電位差計所測得的熱電勢列式計算電爐溫度準確度更高，故用手動電位差計所測得的熱電勢列式計算電爐溫度后描制溫度分布曲線。2123453836343230609.8612.4612.9612.9615.2678910282624222025.6525.7225.6725.4625.21617.6619.3618.1613.1607.2/cm3638401-26．問題討論：熱電偶和動圈儀、手動電位差計配套使用時應(yīng)注意哪些問題？答：熱電偶和動圈儀、手動電位差計配套使用時應(yīng)注意以下問題：1、注意極性是否接對，接點是否牢固；2、熱電偶冷端應(yīng)放置在冰水混合物中；3、手動電位差使用前先調(diào)整檢流計的機械零點；4、手動電位差計的雙向開關(guān)在每一次測量完后，應(yīng)置于中間位置，以減少干電池的耗電量；5、使用前應(yīng)觀察動圈儀和電位差計的量程和最小分度值。熱電偶的補償導(dǎo)線極性接錯時，測量時會發(fā)生何種現(xiàn)象？答：補償導(dǎo)線在與熱電偶連接時，兩對連接點要處于相同的溫度，且正負極不能接錯。補償導(dǎo)線相當于一支在一定溫度范圍內(nèi)的熱電偶，故它的電流也是由正極經(jīng)參考端流向負極，所以與熱電偶連接時，補償導(dǎo)線的正極應(yīng)接熱電偶的正極，負極應(yīng)接熱電偶的負極。如將極性接反了，不但失去補償導(dǎo)線的功用，反而會抵消熱電偶的一部分熱起電力，使儀錶的指示溫度偏低。（3）試分析動圈儀、手動電位差計與熱電偶配套使用時哪一個精度高。答：利用電位差計測得的熱電勢列式計算電爐溫度，并與動圈儀指示值進行比較，電位差計測得的熱電勢計算的電爐溫度更為準確。由于動圈儀的精度31.01.0%某（800－0）＝8℃；利用電位差計1℃，得的熱電勢計算的電爐溫度更為準確。五、實驗心得1、通過此次實驗掌握熱電偶與動圈儀的配套連接，測溫方法及外阻2、實驗中電爐的溫度應(yīng)保持恒定，否則會影響電爐溫度分布3、通過該實驗對精度的計算有了進一步了解，同時認識到電位差計相對于動圈儀在測電爐溫度時更為精確。4實驗二電動溫度變送器的調(diào)整和使用一．實驗?zāi)康模毫私怆妱訙囟茸兯推鞯慕Y(jié)構(gòu)，移和量程調(diào)整的方法。二．實驗儀器：DWB（DDZ―Ⅱ儀表323．0.545容和步驟：（一）．溫度變送器配熱電阻時的調(diào)整和使用要求：配用Cu500～50℃1．接線（2-2）：用電阻箱代替熱電阻，注意三線制接法，即電阻箱2-15要接出三根線，端子⑤⑥⑦的接法由遷移電阻R1.5KΩ遷移電阻R由相應(yīng)的熱電阻分度表，查得相應(yīng)于下限溫度的阻值Rtmin=50Ω因為當熱電阻的阻值為量程下限值Rtmin時，橋路輸出電壓e=0而可由下式計算遷移電阻Re=0.5(Rtmin-R)=0R=Rtmin=50Ω(2)由上式計算的RR=0～50Ω⑥⑦短路R=50～100Ω⑤R=100～200Ω2-2故決定端子接⑤4～6mA3．由相應(yīng)的熱電阻分度表，查得相應(yīng)于上、下限溫度的阻值Rtmin=50ΩRtma=60.7Ω，則熱電阻上、下限阻值差ΔRma=Rtma-Rtmin=60.7-50=10.7Ω4．調(diào)整（1）調(diào)整零點遷移：Rtmin+10％ΔRma＝50+101mA1mA，調(diào)整“零點遷移”電位器W2（W3調(diào)）。（2）調(diào)量程：Rtmin+90％ΔRma＝50+909mA9mA，調(diào)整“量程”電位器W1。（3）反復(fù)步驟（1）、（2），直到同時滿足兩項要求為止。5．讀出當輸出電流為5mA時的電阻箱的數(shù)值，并查出相應(yīng)的溫度值。655.36Ω，25℃（二）變送器配熱電偶時的調(diào)整和使用要求：配用K分度號的熱電偶，按測溫范圍600～800℃調(diào)整1．接線（見圖2-3）（1）端補償電阻（K熱電偶RCu20=20.16Ω），（2）手動電位差計代替熱電偶輸出毫伏信號，（3）子⑤⑥⑦的接法由遷移電阻R某決定，按下式計算，端子的連接方式同（一）查表得E(tmin，0)＝24.902mV，E(20，0)＝0.798mVE(tmin，20)＝E(tmin，0)－E(20，0)＝24.902－0.798＝24.104mVe=E(tmin，20)+0.5（RCu20-R）=0R某=E(tmin,20)0.5RCu20=(24.104+0.520.16)/0.5=68.36Ω0.5故決定端子接⑤圖2-3配熱電偶時的接線圖2．檢查—工作”開關(guān)置于“檢查”位置，此時儀表輸出電流應(yīng)在4～6mA范圍內(nèi)，說明變送器工作正常，然后把開關(guān)置回“工作”位置，否則請指導(dǎo)老師處理。3．調(diào)整（1）調(diào)整零點遷移：此時室溫t0＝24℃，查得E(t0，0)＝0.960mV，E(tma某，0)＝33.277mV，則E(tmin，t0)＝24.902－0.960＝23.942mVE(tmatmin)=33.277-24.902=8.375mVE(tmin，t0)+10％E(tma某，tmin)=23.942+10%某8.375=24.780mVW21mA）。調(diào)量程：用手動電位差計加入7E(tmin，t0)+90％E(tma某，tmin)=23.942+90%某8.375=31.480mVW19mA。（3）反復(fù)步驟、直到同時滿足兩項要求為止。45mA28.10mV，即E(t,t0)=28.10mV，所以E(t,0)＝E(t,t0)+E(t0，0)＝28.10+0.960＝29.06mV，查出相應(yīng)的溫度是698.4℃四．問題討論1．零點遷移電阻R阻R因為當熱電阻的阻值為量程下限值Rtmin時，橋路輸出電壓e=0而可由下式計算遷移電阻Re=0.5(Rtmin-R)=0R=Rtmin=50ΩR=0～50ΩR=50～100Ω⑤R=100～200Ω接⑥5mA55.36Ω，子⑤的接法。2．畫出實驗裝置的接線原理圖。答：實驗裝置的接線原理圖如下：835mA值與實際值有誤差，試分析原因。5mA11mA、調(diào)量程時沒有使指針完全1mA1、通過此次實驗了解電動溫度變送器的結(jié)構(gòu)，學會電動溫度變送器與不同檢測元件的配套使用，掌握零點遷移和量程調(diào)整的方法。9實驗三電子電位差計的校驗一．實驗?zāi)康模菏煜ぷ詣与娮与娢徊钣嫷慕Y(jié)構(gòu)和校驗方法。3解熱電偶線路可能出現(xiàn)的故障和檢查方法。二．實驗儀器：123三．實驗內(nèi)容與步驟：1．詳細觀察自動電子電位差計的結(jié)構(gòu)，包括測量橋路、放大器、可逆電機和指示記錄機構(gòu)。2．指示值的校驗：首先應(yīng)對儀表零點和滿刻度點進行校驗，待調(diào)整并達到規(guī)定要求（差在刻度面板上所示精度范圍內(nèi)）后，再校驗其它刻度。零點不合格，可調(diào)起始微調(diào)電阻RG’。量程不合格，可調(diào)量程微調(diào)電阻RM’。（RG’，RM’本實驗不調(diào)整）指示誤差的測定是用標準電位差計給被校表加入適當?shù)碾妱荩╩V），使指針與被校點刻度線重合，從標準電位差計讀出加入的電勢值（E），與被校點相對應(yīng)的電勢值10其指示誤差按下式計算：δ=Ε刻Ε示eΕΕδ—指示誤差e—補償電阻處溫度（即室溫）相對應(yīng)的電勢值E勢值E3．不靈敏區(qū)（即變差）的校驗：儀表的不靈敏區(qū)指在輸入信號增大（正向）和減?。ǚ聪颍r在同一被校刻度線上輸入信號實際值之差值，其數(shù)值可按下式計算：Δ=EEEE100％儀表的變差不應(yīng)超出儀表的允許誤差，但過小也應(yīng)避免。因為此時會產(chǎn)生儀表指針抖動或擺動不休的現(xiàn)象，無法準確指示記錄，而不靈敏區(qū)太大時，對小信號沒有反應(yīng)，誤差增大。為獲得所需的儀表不靈敏區(qū)的大小，可旋轉(zhuǎn)放大器的靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕，以改變放大器的增益，即靈敏度高，不靈敏區(qū)就小，反之亦然。4的指針變化情況，從而學會判斷和排除熱電偶溫度計常見故障。5．考察量程電阻RMRG用一電阻與RM量程的變化趨勢；用同一方法也可考察RG五．實驗報告1．數(shù)據(jù)處理Eu-20－110.5室溫t027.5E(tma，tmin)=43.938mV11校驗點（100℃）E（mV）E（mV）E-E-e(mV)正行程反行程正行程反行程誤差δ％-0.0380.007（mV）Δ％0.0450.0680.0900.1580.0450.1580.068123456784.0958.1373.017.052.997.0211.2215.4219.7224.0028.2532.51-0.017-0.0150.003-0.030.0154-0.349-0.443-0.454-0.608-0.57212.20711.2616.39515.4920.64019.7424.90224.0729.12828.2833.27732.55-0.155-0.115-0.197-0.127-0.202-0.182-0.27-0.2-0.254-0.224-0.375-0.335-0.840.090437.3336.5836.55-0.799-0.352-0.3220.068241.2740.6240.62-1.0110-0.452-0.4520745.144.4844.46-1.080.0450011-0.482-0.46255注意：確定精度只需計算最大一點誤差即可。21.017%，大于其最大精0.5，故該電子電位差計不合格。⑵．故障現(xiàn)象分析與結(jié)論。答：短路時：電子電位差計指針指向29℃斷開時有以下情況：1、斷開極導(dǎo)線針不動，用手把指針拔離原來位置，指針仍不動；2、斷開條導(dǎo)線或斷開正極導(dǎo)線時，指針向右漂移。120.000450.000.033068-0.250.009090-0.280.006158-0.410.000045-0.450.000158-0.500.004068-0.750.004090-0.720.004068-1.0107-1.040.0000450RMRG程與起點的影響。答：量程電阻RMRP時，滑動點在RPRP圍的大小。固定電阻RBRPRMRMIlRPRM起始電阻RG當儀表指示下限值時，顯然滑動點應(yīng)滑到RP最左端，由于儀表的下限值不一定為零，因此RG大小對應(yīng)測量電壓下限值。下限值越大，則需使RG增大，反之，下限值勤減小，則需使RG減小。⑷．校驗裝置中標準電位差計與被校電位差計的連線為何用普通導(dǎo)線？是否可用補償導(dǎo)線？答：本實驗中利用手動電位差計調(diào)出溫度，以校正自動電位差計。校此時補償導(dǎo)線也只起導(dǎo)電作用。六、實驗心得1、通過該實驗熟悉自動電子電位差計的結(jié)構(gòu)和校驗方法。掌握自動電子電位差計的使用方法和冷端自動補償?shù)淖饔谩Ａ私鉄犭娕季€路可能出現(xiàn)的故障和檢查方法。23了RMRG13實驗四溫度控制系統(tǒng)（一）一．實驗?zāi)康模?/p>