18 检测技术及仪表实验讲义.docx

第1页：检测技术及仪表实验技术

检测技术及仪表实验技术

实验室年月

第2页：实验注意实验

实验注意实验

• 实验注意事项实验课是理论联系实际的重要教学环节。
• 其目的是巩固和加深学生所学的理论知识，培养学生具有一定的实验技能，并能较熟练地使用常用仪器、仪表等。
• 因此进入实验室做实验的学生，应做到以下几点：1.明确实验课的目的，认真地做好每一个实验。
• 课前应按预习要求做好预习。
• 上课之前，要明确本次实验的目的、原理、内容、实验方法、步骤及实验所用仪器、仪表等，做到心中有数。
• 进入实验室后，应遵守“实验室管理规则”，自觉维护实验室秩序，保持实验室卫生。
• 做实验时，不要大声喧哗和打闹。
• 不经允许，不准擅自调换实验组和仪器。
• 学生做实验时，应先按要求自行接好实验线路，并将所用仪器仪表上的旋钮和开关置于正确的初始位置。
• 经指导老师检查允许后，方可接通电源。
• 每个学生都应按讲义中规定的内容和步骤进行实验，除因特殊情况，均应独立完成全部规定的实验内容，并按讲义要求，如期交出实验报告。
• 对缺课和完不成实验内容者，以实验不及格处理。
• 实验中所用仪器仪表，应注意爱护，并应严格按照操作规程使用。
• 对于违章使用而损坏仪器者，按学校有关规定处理。
• 要注意人身安全。
• 不准做违反用电安全规定的举动。
• 应熟悉实验室开关位置，以便一旦发生意外情况时，立即断电。
• 做完实验经指导教师审查同意后，方可断开电源，拆除连线，使仪器恢复初始状态。
• 经指导老师同意后，方可离开实验室。

第3页：实验项目目录

实验项目目录

实验一热电偶特性及校验实验1实验二热电阻特性及校验实验3实验三智能差压（压力）变送器实验5实验四液位测量实验8实验五流量测量（孔板）10流量测量（阿纽巴）13实验六智能温度变送器实验16实验七浮子与磁翻板液位计实验18实验八PCI8333板卡数据采集实验21实验九传感器综合实验33

第4页：实验一

实验一

• 热电偶特性测定及校验实验一、实验目的1.进一步了解热电偶的构成；2.进一步掌握热电偶的测温原理及特性；3.学会用比较法校验热电偶。
• 二、实验设备与接线（一）实验设备1.管式电阻炉及控温设备2.温度校验仪3.标准热电偶4.被校热电偶（二）接线框图一套一台一支一支图1实验一接线框图三、实验内容及步骤1.校验待炉温在相应被校点附近（±10℃）稳定后（2分钟之内温度波动不超±0.5℃），则可进行校验。
• 按“标准→被校→被校→标准”的次序，用温度校验仪分别测量标准热电偶和被校热电偶的热电势。
• 实验时取四个校验点，每个点测两次，并将测量结果记录在表1中。
• 自制热电偶实验自制一只热电偶，然后用其测量室温及恒温水浴中水的温度，并将测量结果记录在表3中。
• 温度校验仪使用使用温度校验仪测量mv电压：红表笔插入“MEASURE”栏中的“mvTc3w”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。
• 将开关打开，切换至“MEASURE”状态，将测量单位设置成mv，将红表笔和黑表笔的另一端分别接热电偶的“+”“-”极即可显示未经补偿的热点势。
• 可控硅调压器电阻炉控制计算机及接口卡变送器热电偶1

第5页：热电偶校验实验

热电偶校验实验

• 表1记录表第2点（200±5℃）第1点（100±5℃）校验点温度℃平均值mv第2次mv第1次mv温度℃平均值mv第2次mv第1次mv标准被校绝对误差℃绝对误差℃误差允许误差℃允许误差℃第4点（400±5℃）第3点（300±5℃）校验点标准被校绝对误差℃绝对误差℃误差允许误差℃允许误差℃结论：说明：（注：结论为合格/不合格）自制热电偶实验记录表表2mV对应热电势：℃室温（温度计）：平均温度℃实测温度℃对应的热电势mV次数1自制热电偶23四、数据处理1.画出被校热电偶的热电势——温度（Et-t）曲线；（注意：温度为标准热电偶所测温度）2.计算绝对误差，看是否符合要求；（对于K型II级热电偶，最大允许误差为±2.5℃或±0.75%|t|，二者中采用最大值。
• ）3.确定热电偶冷端不为0℃时造成的温度误差，并与理论上的误差值做对比。
• 五、思考题1.如果没有冰水浴，那么如何进行热电偶校验实验？

第6页：实验二

实验二

• 热电阻特性测定及校验实验一、实验目的1.进一步掌握热电阻的构成；2.进一步掌握热电阻的测温原理及特性；二、实验设备与接线（一）实验设备1.恒温器（CS501A型、HC1015型）2.温度校验仪3.被校热电阻Cu504.被校热电阻Pt100一台一台一支一支三、实验内容及步骤1.热电阻检查首先检查被校热电阻是否有断线、短路、腐蚀等缺陷，然后利用万用表或电桥检查一下电阻数值是否大致符合标称值。
• 恒温器的使用接通恒温器电源，开启加热开关。
• 此时，水泵开始转动并应抽水，否则应立即关掉加热开关，以免烧坏电机。
• 开启加热开关时，数字表即显示出恒温器内的水温，按下“设定”按钮，数字表即显示出设定温度，同时缓慢旋转温度设定电位器，将设定温度调到需要的温度（如20℃，40℃，60℃）。
• 松开设定按钮，显示器重新显示恒温器内的水温。
• 若要快速升温，可开启辅助加热开关。
• 但要注意，恒温器内水温上升到接近设定温度时（差2—3℃），应关掉辅助加热开关，以便进行恒温控制。
• 校验分别测出水温为30℃、40℃，50℃，55℃时的热电阻的阻值，每个点测两次，并记录在表3中表1热电阻校验实验记录表注：铜电阻（Cu50）被校热电阻：分度号：Cu50等级：绝对误差被校热电阻标准温度计（℃）校验点对应温度（℃）热电阻阻值（Ω）第1次1第2次平均第1次2第2次平均第1次3第2次平均第1次4第2次平均结论及说明：

第7页：热电阻校验实验

热电阻校验实验

• 在各温度点的标准电阻值请查分度表。

表2记录表注

铂电阻（Pt100）在各温度点的标准电阻值请查分度表。

• ．上诉实验结束后，用自制热电偶测量当前恒温槽水温表3自制热电偶测恒温槽水温实验记录表室温：℃（玻璃管温度计测得）对应热电势：mV（查表）实际温度℃自制热电偶所测温度℃对应温度℃热电势mV冰桶恒温槽四、数据处理1.由各点两次测量值的平均值查出对应的温度值；2.计算各校验点的绝对误差，并给出校验结论。
• B级铜电阻的允许误差计算公式为：Δ=±（0.30+0.006|t|）其中，Δ为允许误差，|t|为被测温度绝对值。
• 画出被校热电阻的Rt—t曲线（温度为标准温度计所测温度）。
• 五、思考题为什么本实验中校验仪校验热电阻时接通时间不能太长？

被校热电阻

分度号：Pt100等级：绝对误差被校热电阻标准温度计（℃）校验点对应温度（℃）热电阻阻值（Ω）第1次1第2次平均第1次2第2次平均第1次3第2次平均第1次4第2次平均结论及说明：

第8页：实验四

实验四

• 智能差压变送器实验一、实验目的1.进一步掌握智能差压变送器的构成及特点；2.了解智能差压变送器与力矩平衡式差压变送器的区别；3.掌握智能差压变送器的调校及使用方法。
• 二、实验设备与接线（一）实验设备1.智能差压变送器1台2.直流稳压电源（或配电器）1台3.压力校验仪、气源1套4.万用表1块5.附件1套（二）接线本变送器采用两线制接线，接线如图2所示。
• 气压信号源变送器通大气+-图4实验五接线图配电器4—20mA24VDC-++--+A+5-mA+-B配电器输出压力校验仪

第9页：为本次实验

为本次实验

• （三）SITRANSP型智能差压变送器使用说明（参见表11）表11SITRANSP型智能差压变送器使用说明显示说明键项目↑⊕↓↓↑M输出电流（mA或%）；输入差压（工程单位）测量值变送器出故障时，显示Error。
• 错误显示输出电流设置到4mA2)减增2起始点输出电流设置到20mA2)减增3满度阻尼时间常数（0.1—100.0S）减增4电阻尼按工程单位设置起始点设置起始点减增5起始点（盲校）按工程单位设置满度设置满度减增6满度（盲校）正、负压室压力补偿(起始点不变)执行7校正零点（盲校）固定输出电流：3.6;4.0;12.0;20.0;22.8mA。
• 用M键结束初始化减增8回路检测选择故障时的输出电流为3.6mA或22.8mA。
• 交替选择9故障状态输出电流*0=不加锁(显示0)；LA=全锁；LO=除零点全锁；LS=除零点及满度全锁四种选择10禁止功能调用*Lin=线性；*SrLin=开方（线性切除）；SroFF=开方（零切除）三种选择11特性调整范围为流量的5%—15%减增12小信号切除值输入变量为工程单位；输出电流为mA或%改变13测量值显示工程单位：mmH2o;mmHg;Bar;mBar;Pis;Pa改变14工程单位注：1) ⊕为同时按下。
• *应选择的功能或特性。
• 同时按下↑和↓键2秒，显示器先显示空白状态，大约2秒后显示当前值3)如果符号显示在左侧，则表示测量范围超限。

第10页：零点迁移实验

零点迁移实验

• 三、实验内容及步骤1．基本误差校验变送器测量范围设为0～4000Pa（参见表12）表12基本误差校验记录表40003000200010000输入信号(Pa)（正行程）20.016.012.08.04.0标准输出电流（mA）实测输出电流（mA）引用误差(%)01000200030004000输入信号(Pa)（反行程）4.08.012.016.020.0标准输出电流（mA）实测输出电流（mA）引用误差(%)2．零点迁移（线性；迁移量为1000Pa；参见表13）表13记录表50004000300020001000输入信号(Pa)（正行程）20.016.012.08.04.0标准输出电流（mA）实测输出电流（mA）引用误差(%)10002000300040005000输入信号(Pa)（反行程）4.08.012.016.020.0标准输出电流（mA）实测输出电流（mA）引用误差(%)四、数据处理1.确定该表的精度等级；2.画出输入/输出特性曲线（无迁移和有迁移时的特性曲线画在一起）。
• 五、思考题举例说明零点迁移的实际意义。

第11页：实验五

实验五

• 液位测量实验一、实验目的1.进一步理解差压式液位计的测量原理,了解差压式液位计安装使用要求；2.掌握液位与变送器的输入及输出的关系；3.掌握迁移量的计算及现场调试方法。
• 二、实验设备与接线（一）实验设备1.液位对象2.智能差压变送器3.玻璃管液位计4.其它辅助装置（二）接线一套一台一个一套↓键为数值增1．系统检查1首先打开差压变送器表盖，熟悉仪表各键的位置及功能。
• M键为模式设定；↑加、减小及设置（参见实验二中的SITRANSP智能差压变送器使用说明）。
• 检查整个系统的连接是否正确。
• ．校验1）零点设定利用M键选择模式14，将单位设定为mmH2O，然后选择模式5，利用↑或↓键将输出调至0mmH2O（对应电流输出为4mA）。
• 满度设定利用M键选择模式6，利用↑或↓键将输出调至300mmH2O，即本实验中的最高液位（对应电流输出为20mA）。
• 迁移量测试开启进水阀加水，使水位处于玻璃管液位计的“零点”上，即测量下限。
• 此时从变送器显示屏上读出的数值即为迁移量。
• 然后比较一下，看该数值与玻璃管液位计的零点至变送器正压室的中心点的距离是否相符。
• 零点迁移利用M键选择模式2，同时按下↑和↓键2秒后，变送器显示值为4mA，即确认当前测量值为零点。
• 再利用M键选择模式5，查看测量下限值。
• 此时，测量下限值应等于迁移量，即零点已迁移。
• 仪表精度校验依次将液位设定在各校验点（0mm,75mm,150mm,225mm,300mm）处，分别记录变送器的读数值（见表17）。
• 然后，根据下式计算各点电流值，并与仪表读数对照。
• 变送器通大气+-图6实验五接线图三、实验内容及步骤配电器+4—20mA+-A-++24VDC-B-8

第12页：maxPIoImaxPI式中

maxPIoImaxPI式中

• Io——对应变送器某输入时的输出电流；Imax——变送器输出电流变化范围；Pmax——变送器量程；P——变送器输入信号；I0——变送器起点输出电流；表17仪表精度校验记录表（一）引用误差(%)I仪表示值(mA)I计算(mA)H(△P)（mm）075150225300表17仪表精度校验记录表（二）引用误差(%)I仪表示值(mA)I计算(mA)H(△P)（mm）300225150750四、数据处理1.按1级表计算，该变送器是否符合要求。
• 若要求测量绝对误差不得超过±1.5mm,问此变送器是否满足要求。
• 五、思考题1.此测量系统为什么要进行零点迁移？
• 若不进行零点迁移，测量范围应如何设定？
• 对测量精度有何影响？

第13页：实验六

实验六

• 流量测量实验一（孔板）一、实验目的1.进一步掌握采用差压法测量流量的基本原理；2.掌握差压式流量计的流量系数的测定方法，加深对流量基本方程式的理解；3.了解差压式流量计的使用及安装方法；4.学习利用单元组合仪表构成流量检测系统，并了解流量测量误差检验方法。
• 二、实验设备与接线（一）实验设备1.流量对象2.节流装置（孔板）3.引压导管、三阀组等4.计量桶5.智能差压变送器6.智能流量积算显示仪7.计时秒表（二）接线一套一套一套一个一台一台一块图7实验八接线图三、实验原理及步骤1.实验原理根据实验室的综合自动化装置，了解采用差压式流量计测流量的基本原理。
• 实验前检查安装情况，对孔板、取压装置、三阀组等各部分的位置及状况都有所了解，并检查各仪表线路的连接情况。

系统启动（注意

启动水泵前应经指导教师检查并同意）根据各仪表信号连接电路，检查无误后，给仪表通电。

• 打开计量桶的进水阀和排水阀，启动水泵，按要求将引压管内空气排净后插入差压变送器的对应压室，然后变送器+-+4—20mA配电器24VDC电源+--积算器1—5VDC计量桶10贮水槽水泵三阀组孔板指示记录仪

第14页：所测得的数据计算各次实验

所测得的数据计算各次实验

• 开泵前应先关闭三阀组的高、低压侧阀门，并打开平衡阀，以避免水泵启动时变送器单向过载而引起测量误差或仪表损坏。
• 将计量桶的进水阀和排水阀均打开，然后启动水泵。
• 待系统稳定后，打开三阀组高、低压侧阀门，再关闭平衡阀，仪表即投入使用。
• ．流量系数α的测定将仪表测量下限（M5）设置为0Pa，测量上限（M6）设置为进水阀全开时最大差压，输出特性（M11）设置为开方，测量值显示（M13）设置为工程单位显示，工程单位（M14）设置为Pa。
• 通过调节计量桶进水阀门开度，使差压变送器值为1600Pa左右。
• 流量稳定后，关闭计量桶排水阀。
• 待水位升至计量桶计量下限时开始计时，同时注意差压的变化范围。
• 当水位升至计量桶计量上限时停止计时。
• 然后，打开排水阀排水。
• 将此过程中的差压平均值及时间记录在表18中。
• 保持进水阀开度不变，重复上述实验。
• 然后，调节进水阀门开度，分别在及6400Pa处重复上述过程，并记录差压值及时间等数据（每点数据各测2次，数据记入表18中）。
• 表18流量系数α测定记录表计量桶容积：31.42L变送器测量上限：Paαi流量（m3/h）时间t(S)差压值△P（Pa）测定点（%）序号α=∑αi6123456四、数据处理1．计算流量系数α流量方程为：v4q3600F1062P/0.0036d22P/本实验中d=11mm。
• 根据上式及实验的流量系数α,然后求其平均值作为实测流量系数。
• 其中qv由计量桶计量的流体总量与时间求取（应注意其单位为m3/h）。
• ．计算流量误差从1600Pa、3600Pa及6400Pa流量下测得的数据中各选一组数据，根据流量基本方程式及所测得的α值，计算出qv值（即孔板实测流量）。
• 将该qv与计量罐计量得到的qv标对比，计算实际相对误差。

计算公式为

v标qqqvqv标100%五、流量检测系统的构成将显示仪表（即智能流量积算显示仪）接入，构成流量检测系统。

• 由差压送器中读出测量上限值（Pa），再利用所测得的α值计算出最大流量qvmax，将此值作为智能流量积算显示仪的上限值（即变送器输出信号为5V时对应的流量为qvmax），下限值按0计（即变送器输出信号为1V时对应的流量为0）。
• 若差压变送器未选择开方功能，则智能流量积算显示仪应选择开11

第15页：流量测量实验

流量测量实验

• 方功能。
• 设定完成后，将仪表恢复到显示状态。
• 选取1600Pa、3600Pa及6400Pa三个点进行流量测量，将流量积算显示仪上所显示的流量与计量桶测得的实际流量进行比较，并计算示值误差。
• 表19流量测量系统实验记录表示值误差（%）绝对误差（m3/h）实际流量（m3/h）显示流量（m3/h）检测点（%）六、思考题1．如果变送器和积算仪均未设置开方功能，那么对流量测量结果有什么影响？

第16页：实验七

实验七

• 流量测量实验二（阿纽巴）一、实验目的1.掌握阿纽巴流量计的流量与差压之间的关系及流量系数的测定方法；2.了解阿纽巴流量计的正确安装与使用。
• 二、实验设备与接线（一）实验设备1.流量对象2.节流装置（阿纽巴）3.引压导管、安装阀组等4.计量桶5.智能差压变送器6.智能流量积算显示控制仪7.计时秒表（二）接线一套一套一套一个一台一台一块图8实验九接线图三、实验内容及步骤1．实验内容1）测定流量系数（阿纽巴系数）“K”阿纽巴流量计的实用流量公式与常用的孔板流量计基本相似；qv0.39986KD2P/3式中：q——体积流量（m/h）；vP——压差（Pa）；——流体密度（kg/m3）；D——管道内径（cm），本实验装置D=2.5cm；K——阿纽巴系数（无因次量）；0.39986/41/1000036002变送器配电器+-+4—20mA24VDC电源+--积算器1—5VDC计量桶贮水槽水泵三阀组阿纽巴指示记录仪13

第17页：1检查实验前检查安装情况

1检查实验前检查安装情况

• 用现有的各种仪表组成流量检测系统，进行流量测量。
• ．实验步骤，对节流元件、取压装置、三阀组等各部分的位置及状况都有所了解，并检查各仪表线路的连接情况。

系统启动（注意

启动水泵前应经指导教师检查并同意）检查无误后，给仪表通电。

• 开泵前应先关闭三阀组的高、低压侧阀门，并打开平衡阀，以避免水泵启动时变送器单向过载而引起测量误差或仪表损坏。
• 将计量桶的进水阀和排水阀均打开，然后启动水泵。
• 待系统稳定后，打开三阀组高、低压侧阀门，再关闭平衡阀，仪表即投入使用。
• 流量系数K的测定将仪表测量下限（M5）设置为0Pa，测量上限（M6）设置为进水阀全开时最大差压，输出特性（M11）设置为开方，测量值显示（M13）设置为工程单位，工程单位（M14）设置为Pa。
• 通过调节计量桶进水阀门开度，使差压变送器值为1600Pa左右。
• 流量稳定后，关闭计量桶排水阀。
• 待水位升至计量桶计量下限时开始计时，同时注意差压的变化范围。
• 当水位升至计量桶计量上限时停止计时。
• 然后，打开排水阀排水。
• 将此过程中的差压平均值及时间记录在表20中。
• 保持进水阀开度不变，从复上述实验。
• 然后，调节进水阀门开度，分别在3600Pa及6400Pa处重复上述过程，并记录差压值及时间等数据（每点数据各测2次，数据记入表20中）。
• 四、数据处理1.计算阿纽巴系数K；2.流量误差计算从1600Pa、3600Pa及6400Pa下测得流量的数据中各选一组数据，根据流量基本方程式及所测得的K值，计算出qv值（即阿纽巴实测流量）。
• 将该qv与计量罐计量得到的qv标对比，计算实际相对误差。

计算公式为

v标qqqvqv标100%表20流量系数（阿纽巴系数）“K”测定记录表变送器测量上限：Pa计量桶容积：18.85LKKi流量（m3/h）时间t（s）差压值△P（pa）测定点（%）序号K=∑Ki6123456五、流量检测系统构成将显示仪表（即智能流量积算显示仪）接入，构成流量检测系统。

• 然后进行功能设定。
• 选择输入信号制式为1～5V。
• （若差压变送器未选择开方功能，则智能流量积算显示仪应选择开方功能）由差压变送器中读出测量上限值（Pa），再利用所测得的K值计算出最大流量qvmax，将此值作为智能流量积算显示仪的上限值（即变送器输出信号为5V时对应的流量为qvmax），下限值按0计（即变14

第18页：流量测量实验

流量测量实验

• 送器输出信号为1V时对应的流量为0）。
• 然后，将仪表恢复到显示状态。
• 选取1600Pa、3600Pa及6400Pa三个点进行测量，将流量积算显示仪上所显示的流量与计量桶测得的实际流量进行比较并计算示值误差。
• 表21流量测量系统实验记录表示值误差（%）绝对误差（m3/h）实际流量（m3/h）显示流量（m3/h）检测点（%）六、思考题1．如果变送器和积算仪均未设置开方功能，那么对流量测量结果有什么影响？

第19页：实验六

实验六

• 智能温度变送器实验一、实验目的1.了解智能温度变送器的构成及基本工作原理；2.了解智能温度变送器与常规温度变送器的区别；3.学习和掌握智能温度变送器的校验及使用方法；4.进一步了解两线制与三线制接法的区别。

二、实验设备与接线

（一）实验设备1.智能温度变送器2.温度校验仪3.直流电流表（mA）4.电阻（220～250Ω）（二）接线1台1个1块1个三、实验内容及步骤1．温度变送器显示屏及按键使用1主显示屏显示过程参数测量值（本实验显示温度值），当输入超过测量范围上限或低于测量范围下限时分别显示[or-H]或[ur-L]。

• 副显示屏可显示上限、下限、报警控制设定值。
• 亦可显示变送器输出值（%）。
• 功能键“SET”用于各级功能参数名称的循环显示和参数值的确认,ENT键用于参数设定时进入各次级菜单。
• 增键“▲”用于各参数值的修改和选择。
• 减键“▼”用于各参数值的修改和功能参数分类的选择进入。
• 操作流程图中“▼/▲”表示用增加键或减小键修改参数。
• 配用的热电阻为Cu50，智能温度变送器内的代码符号为C.U。

测量范围

-50.0~150.0℃参数设置操作：首先将配用的传感器设置为CU50热电阻，再设置量程。

• ．基本误差校验（参见表5）测量范围：0～100℃。
• （+）54-20mA17（-）6197220VAC20mA温度校验仪16

第20页：两线制与三线制比较实验

两线制与三线制比较实验

• 表5基本误差校验记录表71.4066.0560.7055.3650.00输入（Ω）100.075.050.025.00.0标准C°输出实测最大引用误差100.075.050.025.00.0标准%实测最大引用误差5.04.03.02.01.0标准V实测最大引用误差最大引用误差3.两线制与三线制接法比较分别采用两线制和三线制接法进行测量，并确定两者的差异。

表8记录表电阻设定值

Ω对应温度：导线电阻Ω三线制时两线制时显示温度℃两种接法温差℃四、数据处理1.对于2项实验，按1级表计算，看各项误差是否符合要求。

• 按理论值计算两线制与三线制接法在本实验中产生的温度误差，并与实验结果进行比较。

第21页：实验七

实验七

• 浮子与磁翻板液位计实验一、实验目的1.了解浮球式液位计、磁浮子翻版液位计的测量原理；2.掌握液位与变送器的输入及输出的关系；3.掌握不同液位计测量的误差处理方式。
• 二、实验设备与接线（一）实验设备1.液位对象2.浮球式液位计3.磁浮子翻版液位计（二）接线一套一台一台根据设备说明书及综合实验装置对象，接线。
• 三、实验内容及步骤（一）浮球式液位计的使用1.将浮球式液位计接入综合自动化装置。
• 根据浮球式液位计的使用方法，将综合自动化装置的水槽内的水分别放下表高度，记录浮球式液位计的测量输出。
• 表1浮球式液位计精度校验记录表（一）引用误差(%)I仪表示值(mA)I计算(mA)H(△P)（mm）050100150200250300350400

第22页：2浮球式液位计精度校验记录表

2浮球式液位计精度校验记录表

• 表（二）引用误差(%)I仪表示值(mA)I计算(mA)H(△P)（mm）400350300250200150100500（二）磁浮子液位计的使用1.将磁浮子液位计接入综合自动化装置。
• 根据磁浮子液位计的使用方法，将综合自动化装置的水槽内的水分别放下表高度，记录磁浮子液位计的测量输出。
• 表3磁浮子式液位计精度校验记录表(一)引用误差(%)I仪表示值(mA)I计算(mA)H(△P)（mm）0100200300400表3磁浮子式液位计精度校验记录表（二）引用误差(%)I仪表示值(mA)I计算(mA)H(△P)（mm）4003002001000

第23页：1级表计算

1级表计算

• 四、数据处理1.按，该变送器是否符合要求。
• 若要求测量绝对误差不得超过±1.5mm,问此变送器是否满足要求。
• 五、思考题根据各种液位计的测量结果，分析各液位计的特点。

第24页：板卡数据采集实验

板卡数据采集实验

• 实验八PCI8333一、实验目的1.了解数据采集的基本原理；2.实现力控监控软件组态数据采集；二、实验设备（一）实验设备1.计算机2.PCI8333板卡3.电加热炉及检测设备一台一张一套三、实验内容及步骤1.双击“力控”图标，在出现的界面点“新建”，输入项目名称,比如“FurnaceTemperature”等。
• 点“确定”2.在出现的界面左列菜单中点击“IO设备组态”，出现“IoManager”界面，在左列菜单中选“板卡”，“中泰”，“PCI_8333”21

第25页：点IO设备组态

点IO设备组态

：点板卡、中泰：22

第26页：3.双击PCI83333

3.双击PCI83333

• 出现设备配置第一步。

第27页：00毫秒

00毫秒

• 在设备名称中输入“PCI8333”，更新周期为5，设备地址为0.点击完成，关闭IoManger.双击左列菜单的“数据库组态”，出现如下窗口。
• 双击NAME的第一列（黑框），出现如下界面：5.双击图中“模拟I/O点”，出现下图“新增：区域0-模拟I/O点24

第28页：在基本参数界面的点名

在基本参数界面的点名

（NAME）中输入

Input（指输入的炉温），可以在点说明中输入相关文字注释。

• 小数点位（FORMAT）设为1；量程下限，上限为0-600；工程单位在下拉菜单中选°C，量程变换（SCALEFL）的裸数据下限(PVRAWLO)输入：819，裸数据上限（PVRAWHI）输入：4095。

点数据连接，出现如下界面

点“增加”，出现：，点确认，出现：再点：确认，25

第29页：这样就完成了输入数据的组态

这样就完成了输入数据的组态

• 。
• 在上图中双击NAME（点名）的第二行，在出现的界面中双击：模拟I/O点，双击图中“模拟I/O点”，出现下图“新增：区域0-模拟I/O点8.在基本参数界面的点名（NAME）中输入：Output（指输出的加热功率），可以在点说明中输入相关文字注释。
• 小数点位（FORMAT）设为1；量程下限，上限为0-100；工程单位在下拉菜单中选%，量程变换（SCALEFL）的裸数据下限(PVRAWLO)输入：0，裸数据上限（PVRAWHI）输入：4095。

点数据连接，出现如下界面

点“增加”，出现如下界面。

• 在通道类型下拉菜单中选择“模拟输出通道”。

第30页：点确定

点确定

出现

再点“确定”出现：点左上角度保存图标“”，则保存当前工程数据库。

• 关闭当前窗口。
• 出现：27

第31页：9.点左列菜单中的“窗口”出现

9.点左列菜单中的“窗口”出现

：点“确认”在右面的“工具箱”中点“A”，在空白处输入“温度”，如下图所示：28

第32页：双击温度

双击温度

，出现点右下角“数值输出”，“模拟”，出现29

第33页：点“变量选择”

点“变量选择”

出现

在“点名称”处点“temperature”,点右下角的”选择。

• 在出现的画面中点“确认”，“返回”。
• 在右面工具箱处点“A”，在窗口空白处输入“输出”双击“输出”30

第34页：点第四列的数值输入显示

点第四列的数值输入显示

的“模拟”项，出现点“变量选择”，选“点名称”下的“output”,点右下角的“选择”在出现的画面中点“确认”，“返回”31

第35页：11.全部保存“等待几秒

11.全部保存“等待几秒

• 在如下画面中点保存“”，点“保存””，编译“”，点运行“”，出现：在此窗口下选择“文件”，打开，点“DRAW1”，点确认则在屏幕上温度与输出处出现当前的炉温及加热输出。
• 根据说明组态炉温监控的实时曲线。
• 测量并记录当前的炉温及热电势。
• 根据实验报告，改变加热输出，等待炉温稳定，测量热电势及当前的炉温。
• 四、数据处理根据实验报告要求处理数据32

第36页：实验九

实验九

• 传感器综合实验（一）金属箔式应变片实验金属箔式应变片-单臂电桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
• 二、实验仪器双杆式悬臂梁应变传感器、V/F表、直流稳压电源（±4V）、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）三、实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为Rk（1-1）R式中R为电阻丝电阻相对变化；Rk为应变系数；l为电阻丝长度相对变化。
• l金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件。
• 如图1-1所示，将四个金属箔应变片(R1、R2、R3、R4)分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。
• 图1-1双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。
• 如图1-2信号调理电路所示，R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压UE2R1R1R/R40（1-2）E为电桥电源电压；2R式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=1R100%。

第37页：单臂电桥面板接线

单臂电桥面板接线

• 图1-、实验内容与步骤1.悬臂梁上的各应变片已分别接到面板左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。
• 按图1-2接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，将“差动放大器”的输入端短接并与地相连，“电压放大器”输出端接V/F表（选择V，200mV档），开启直流电源开关。
• 将“差动放大器”的增益调节电位器与“电压放大器”的增益调节电位器调至中间位置（顺时针旋转到底后逆时针旋转5圈），调节调零电位器使V/F表显示为零。
• 关闭“直流电源”开关。
• （两个增益调节电位器的位置确定后不能改动）3.按图1-2接好所有连线，将应变式传感器R1接入“电桥”与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。
• “电桥”输出接到“差动放大器”的输入端，“电压放大器”的输出接V/F表。
• 预热两分钟。
• (直流稳压电源的GND1要与放大器共地)4.将千分尺向下移动，使悬臂梁处于平直状态，调节Rw1使V/F表显示为零（选择V，200mV档）。
• 移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入下表1-1。
• 543.532.521.51.00.5位移(mm)（1）电压(mV)（2）（3）6．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。
• 五、实验报告34

第38页：半桥性能实验

半桥性能实验

• 根据实验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性度。
• 根据实验内容试设计一种电子秤。
• 六、注意事项实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。
• 因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！
• 金属箔式应变片—一、实验目的比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。
• 二、实验仪器同实验一三、实验原理不同受力方向的两只应变片（R1、R2）接入电桥作为邻边，如图2-1。
• 电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变系数也相同时，半桥的输出电压为22R0UEkER（2-1）R式中为电阻丝电阻相对变化；Rk为应变系数；ll为电阻丝长度相对变化；E为电桥电源电压。
• 式2-1表明，半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。
• 图2-1半桥面板接线图四、实验内容与步骤1.应变传感器已安装在悬臂梁上，可参考图1-1。
• 按图2-1接好“差动放大器”和“电压放大器”电路。
• “差动放大器”的调零，参考实验一步骤2。
• 按图2-1接好所有连线，将受力相反的两只应变片R1、R2接入电桥的邻边。

第39页：传感器综合实验参考步骤

传感器综合实验参考步骤

• 参考步骤4。
• 移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm和读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入下表2-1。
• 543.532.521.51.00.5位移(mm)（1）电压(mV)（2）（3）6．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。
• 五、实验报告根据实验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性度。
• 六、注意事项实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。
• 因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！
• 金属箔式应变片—全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点。
• 二、实验仪器同实验一三、实验原理全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出Uo=ER（3-1）R式中E为电桥电源电压。
• RR为电阻丝电阻相对变化；式3-1表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。

第40页：的调零参照实验

的调零参照实验

• 图3-1全桥面板接线图四、实验内容与步骤1.应变传感器已安装在悬臂梁上，R1、R2、R3、R4均为应变片，可参考图1-1。
• 按图3-1先接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，“差动放大器”一步骤2。
• 按图3-1接好所有连线，将应变片接入电桥，参考实验一步骤4。
• 移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm和读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入下表3-1。
• 543.532.521.51.00.5位移(mm)（1）电压(mV)（2）（3）5．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。
• 五、实验报告1.根据实验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性度。
• 比较单臂、半桥、全桥三者的特性曲线，分析他们之间的差别。
• 六、注意事项实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。
• 因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！

第41页：扩散硅压阻式压力传感器压力实验

扩散硅压阻式压力传感器压力实验

• （二）一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
• 二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、差动放大器、电压放大器、V/F表三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，可以制备各种压力传感器。
• 摩托罗拉公司设计出X形硅压力传感器，如图7-1所示，在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。
• 将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
• 扩散硅压力传感器的工作原理如图7-1，在X形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时（本实验采用改变气室内的压强的方法改变剪切力的大小），在垂直于电流方向将会产生电场变化Ei，该电场的变化引起电位变化，则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo。
• UOdEdi（7-1）式中d为元件两端距离。
• 实验接线图如图7-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负（P1与P2为传感器的两个气压输入端所产生的压强）。
• 图7-1扩散硅压力传感器原理图38

第42页：实验报告根据实验

实验报告根据实验

• 图7-2扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1.按图7-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接V/F表（选择V，20V档），打开直流电源开关。
• （将“2~20V直流稳压电源”输出调为5V）2.调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到中间位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使V/F表显示为零。
• 取下短路导线，并按图7-2连接“压力传感器”。
• 气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，调节调零电位器使V/F表显示为零。
• 增大输入压力到0.005MPa，每隔0.005Mpa记下“电压放大器”输出的电压值U。
• 直到压强达到0.1Mpa；填入下表。
• P(kP)（1）U（V）（2）（3）100959085807570656055P(kP)（1）U（V）（2）（3）5．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
• 五、所得数据，计算压力传感器输入—输出（P—U）曲线，并计算其线性度。