自动检测技术实验指导

1、自动检测技术实验指导口动检测技术实验指导书一、热电偶动态特性的测左及校正1. 实验u的1.1学习用实验方法测定热电偶的动态特性并确定热电偶的时间常数；1.2 了解热电偶特性对动态测温的影响；1.3学握提高热电偶动态测温精度的方法。2. 实验内容2.1用管式电炉控温系统和函数记录仪测取鎳珞一鎳硅热点偶(分度号k)的特性；2.2确定所测定热电偶的时间常数；2.3将热电偶与模拟校正装置串接，根据所测热电偶的时间常数适当选定校正装置的参 数，测定该测温系统的动态特性。3. 原理：从理论分析和实验得知，热电偶具有一-阶非周期环节特性其传递函数为：w(s) 1 (1) ts 1其中t为热电偶的时间常数，取

2、决于热电偶的材料、结构、测温介质、性质及工况。由h控原理可知，要提高热电偶的动态精度，应提高其反应速度，采用串联超前校止装 置，令超前校止装置的传递函数为：h(s) ts 1(2) ts 1k其中k为校止环节放人倍数串接校正装置后整个测温系统的传递函数为：g(s) w (s) h(s) 1ts ik 1(3) 'ts 1'与未经校正的热电偶测温系统相比，校正后的时间常数t比t缩小了 k倍。4. 超前校正装置的实现模拟校正装置线路如图1所示：图1校正电路1w(s) h(s) ts 1111 ttt1s 111s is 1k1k1t1 r4 c4热电偶时间常数ki r3t放人器放大

3、倍数1系统时间常数r1k5. 实验设备5.1管式电炉；5.2鎳倂一鎳硅热点偶(分度号k)两支；5. 3温度变送器420ma输出；5.4 口制模拟校正装置；5. 5函数记录仪一台。6. 实验步骤6. 1测试热电偶的时间常数(1) 按图2连接测温系统各坏节； 热电偶1、温度调节器，将管式电炉炉温控制在300°c；(3) 调整函数记录仪：选择适当量程和走纸速度并做好记录；(4) 经老师检查无误后开启所有仪器的电源开关；(5) 炉温达到300°c左右吋，首先开启记录仪，然后迅速地将待测热电偶插入炉中，从记 录仪得到一条飞升曲线如图3； 图3时间常数获取(6) 待记录仪记录完毕(稳态

4、)后，取出热电偶自然冷却到室温；2(7) 重复(5)、(6)步骤得出三条飞升曲线；(8)求取热电偶时间常数的平均值。6.2热电偶动态校止仃)将模拟校正装置串联到系统中如图4所示：图4加入校正后的测温系统(2) 设定r3=20k、30k、50k改变放人倍数，重复步骤1屮(5)(6),得岀三条不同r3值的 三条飞升曲线；图5不同k值热电偶响应曲线(3) 求取校正后的时间常数(4) 比较校正前、后所得结果，作岀分析。6.3思考题 在不同温度下测取热电偶的动态特性曲线，求得的时间常数是否一样？为什么？ (2) 测取热电偶的时间常数时，不进行冷端补偿会有什么影响？为什么？ 7.实验要求实验前预习实验指导

5、书，实验后写实验报告并回答思考题：7.1简述实验冃的、内容、 设备：7.2简述实验原理线路及步骤；7.3实验数据处理并分析；7.4冋答思考题3二、金属管浮子流量计性能测试和检定实验本实验在静态称重法一标准表法实验装置上完成对金属管浮了流量计的性能测试和检定工 作，需耍结合运用所学流体力学、检测技术、误差理论、数据处理等方面的知识，提高实 验者理论联系实际和实际动手的能力。1. 实验h的：1.1熟悉静态称重法一标准表法流量实验装置；1.2熟悉金属管浮子流量计的工作原理；1. 3会使用标准表法对金属管浮子流量计进行性能测试和检定； 1. 4掌握三次曲线拟合的原理及在浮子流量计非线性特性处理上的应用

6、;1.5会进行误差计算；1.6会利用流体力学原理指导实验。2. 实验所川设备：称重法一标准表法流量实验装置称垂法一标准表法流量实验装置是最常用的液体流量实验装置，常用于流量仪表的科学研 究和产品出厂检定。流量实验室备有实验介质为水、柴油的称重法一标准表法实验装置， 本实验在水流量实验装置上进行。实验系统示意图如下：图1系统示意图高位水塔起稳定水头作用，使整个试验过程中流量稳定。标准表和被检 表串联在实验管路中，根据流体流动连续性原理，在定常流动下，它们流过的流量是相等 的。用标准祛码调校电子秤可使其精度比标准表精度高出三倍，用称重法检定标准表，然 后再川标准表检定被校表。用称重法检定仪表朔源性

7、好，但工作效率低，故平时实验-般 用标准表进行，并定期对标准表进行检定。本实验也使用标准表法进行，但要求实验者熟 悉称重法实验过程。实验装置结构图如下：4i, 过滤罐2,标准表组3,球阀组4,平衡罐5,进水总阀6, 排污阀7,被检表j 8,水平卡表器9,电子秤10,放水阀ii, 称量罐12,换向器材13,喷嘴14,竖直卡表器15,浮子流量计16,上下支撑板17,调节阀组图2标准表法一称重法液体流量标准装置工作过程：首先用水泵将水池中的水打入水塔，在整个实验过程中使水塔处于溢流状态，以保证系统 的压头不变。待水流稳定后，打开截止阀，水通过标准表、上游直管段、被检流量计、下 游肓管段、夹表器、调节

8、阀、换向器，流出实验管路。3. 实验原理对金属管浮子流量计，其浮子位置高度是由角位移传感器检测的。其输出电压v0与流量q 相关，要求在各流量点下正反行程各进行三次实验，将具平均值作为输出电压u0。用实验 数据拟介出qv0的关系式，再次进行流量检定实验，以验证拟介公式的拟合精度。4. 实验内容与步骤4. 1金属管浮子流量计性能测试按下表要求调节阀门达到所要求的流量值q，读取转角传感器输出电压值v,记录正反行 程各三次，计算电压平均值v0。注意：各台金属管浮子流量计的满度不同，以下流量点可能不同，请向实验指导老师咨 询。54.2拟合曲线0v0实验用到的visual basic软件小c做好拟合程序，要求理解拟合曲线的基木原理。4