过程参数检测及仪表A

1、过程参数检测及仪表A实 验 指 导 书 常太华 段泉圣 韩晓娟 杨锡运 刘俊承 编华北电力大学（北京）二零零六 年 六 月 前 言1 实验总体目标  过程参数检测及仪表实验是过程参数检测及仪表的实验部分，与理论部分同步开设，属于非独立实验课程，是理论教学的深化、补充与完善。由于过程参数检测技术的实用性特征明显，通过实验使学生巩固和加深课堂教学的理论知识，培养学生的动手能力，独立思考能力，解决实际问题的能力和创新意识。同时，也为学生毕业后从事本专业工作打下良好的基础，使之具有实事求是、严肃认真的科学态度和扎实的专业功底。 适用专业测控仪器与仪表 先修课程大学物理、模拟电子学、数字电子学

2、、热工基础（包括流体力学、传热学） 实验课时分配实验项目学时实验一 热电偶测温系统实验2实验二 工业热电阻的校验2实验三 电子电位差计的校验计量程更改2实验四 弹簧管压力表校验2实验五 水流量测量试验2 实验环境（对实验室、机房、服务器、打印机、投影机、网络设备等配置及数量要求）提供良好的实验设备（管式电阻炉、手动电位差计、被校热电偶（K型、E型均可）、标准热电偶（S型、B型均可）、电子电位差计、数字显示仪、活塞式压力计、标准压力表、被校压力表、手动平衡电桥、锰铜电阻丝等）。 实验总体要求（1）作为过程参数检测课程的实验教学部分，本课程属于非独立课。每个实验进行之前，任课教师需向学生介绍实验的

3、性质，任务及要求，包括实验计划安排，考核办法，实验守则，实验设备，实验环境，注意事项。（2）每个实验进行前，学生必须预习，完全掌握实验原理之后才能进行实验。（3）每个学生在规定时间内独立完成实验，对实验中遇到的问题，教师要引导学生独立思考，独立解决。（4）实验结果须经教师确认。（5）学生应独立撰写实验报告，并对实验结果进行总结分析。（6）实验过程中，学生应遵守纪录，服从教师安排，按操作规定正确使用实验设备。（7）实验前，教师应清点学生人数，实验中按要求做好学生实验情况记录。（8）实验设备：管式电阻炉、手动电位差计、被校热电偶（K型、E型均可）、标准热电偶（S型、B型均可）、电子电位差计、数字显

4、示仪、活塞式压力计、标准压力表、被校压力表、手动平衡电桥、锰铜电阻丝等。 本实验的重点、难点及教学方法建议重点：分析误差大小难点：寻找误差来源，减小和消除误差启发式教学 目 录实验一 热电偶测温系统实验4实验二工业热电阻的校验5实验三工业热电阻的校验7实验四电子电位差计的校验计量程更改9实验五弹簧管压力表校验12实验六水流量测量试验13实验一 热电偶测温系统试验一、实验目的（1）了解热电偶测温系统的组成及接线方法。分析误差来源， 学习减少测量误差的方法。（2）了解学习直流电位差计UJ-36、数字温度表QQD/A的使用方法。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）设计性三、实验仪器（1） 标准热

5、电偶S型一只，工业电偶K型一只，并带相应配套的补偿导线。（2） 数字温度表QQD/A 一台（带温度补偿）。（3） 玻璃水银温度计一只，管型电炉一个，调压器一个，电流表一只。（4） 直流电位差计UJ-36 一台。四、实验原理 用标准热电偶与被校热电偶测量同一电炉温度，根据仪表读数分析误差来源。五、实验内容和要求内容： 设计一套能够对标准化热电偶进行校验的实验系统要求：（1）能够准确可靠地测量热电偶输出地热电势值。（2）对冷端温度进行补偿。（3）确定被校热电偶的准确度等级。（4）对试验数据进行记录与处理。（5）给出实验结论。六、注意事项（1）接线过程中关断所有强电电源。（2）接通电源前彻底检查线路

6、连接是否正确。（3）热电偶读数时一定注意炉温温度要稳定。七、思考题（1）写出标准热电偶、被校热电偶的回路电势表达式。（2）两回路都是用什么方法实现冷端温度补偿的？（3）室温变化对测量有无影响？（5） 若实验室内无玻璃水银温度计，则如何获得室内环境温度？实验二 工业热电阻的校验一、实验目的（1）熟悉热电阻温度计的构造，工作原理及使用方法； （2）学习比较法校验工业热电阻的方法。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）验证型三、实验仪器（1）标准电阻一只 （2）直流电阻箱一台 （3）直流电源一个 （4）直流毫伏表一只 （5）双刀切换开关一个（6）直流电位差计一台（7）标准水银温度计一只（8）二等水

7、银温度计一只 四、实验原理 导体或半导体的阻值随温度变化而变化实现温度测量五、实验内容和要求内容： （1） 按图接线（见图2）（2） 将工业用热电阻Rt放在试管内(试管内径与热电阻直径相适),将关口用棉絮或木塞封紧,以防管内外空气桂柳.然后将试管插槽内.插入深度不小于300mm。（3） 热电阻Rt与标准电阻RB均从接线柱处引出四根引线，按图接好线。（4） 电阻箱预先调到1K左右再调整它将电流调在3mA。（5） 油槽通电前启动搅拌器，当35分钟时间内油温变化不超过0.1，测量室温下的热电阻值，即分别测量Rt与RB的电压值URt，URB。（6） 油槽通电升温到第一校验点时（35分钟内油槽变化不超过

8、0.1）测量该温度下的热电阻阻值，即分别测量Rt与RB上的电压值。以后一直升温到最后一个校验点进行上诉测量。 要求： （1）实验数据记录与处理：（2）检定结果 按下式计算测量误差： -标准值 实际值六、注意事项接通电源前彻底检查线路连接是否正确，仪表的基本误差不应超过±.，否则就应对仪表进行调整。七、思考题（1） 如果监视油槽温度用铂电阻温度计测量线路应做何改动？（画出线路图）检定数据应如何测定？（2） 试验中如何判断热电阻感受的温度是否达到稳定值？图2 工业热电阻接线图实验三 手动电位差计测量实验一、实验目的（1）了解手动电位差计的工作原理，加深对高准确度电动势测量方法的理解。 （

9、2）了解标准电势信号发生装置工作原理，熟悉其使用过程中应注意的事项。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）验证型三、实验仪器（1） 直流手动电位差计UJ36一台；（2） 直流毫伏发生器一台；（3） 动圈式仪表（或数字显示仪表）一块；（4） 连接导线若干；四、实验原理 用准确已知且连续可调的标准电压与被测电压相比较使二者差值为零，此时已知的标准电压作为被测电压的测量值。五、实验内容和要求内容：（1） 分析电位差计三步调零的必要性；（2） 在不使用标准电池的情况下，保证测量准确度。（3） 分析可能导致电位差计失效的原因。（4） 分析电位差计作为信号发生器使用的可能性。要求：（1） 用手动电位差计

10、测量未知电势。（2） 分析产生测量误差的原因。（3） 分析工作电源下降时对测量的影响。（4） 画出电位差计作为标准信号发生器使用时与被校仪表连接接线图。（5） 说明手动电位差计如何与mv信号发生器配合使用。六、注意事项（1） 接线过程中关断所有电源。（2）接通电源前彻底检查线路连接是否正确，确认无误后再通电。七、思考题（1）说明手动电位差计为什么要进行三步调零？ （2）不采用标准电池，手动电位差计如何保证测量的高准确性？ （3）分析电位差计能否作为标准毫伏信号发生器使用？直流毫伏发生器UJ36动圈表K1K2K3 图1 手动电位差计测量实验接线图实验四 电子电位差计的校验及量程更改一、实验目的（

11、1）习电子电位差计的校验方法并了解其内部结构。 （2）学习电子电位差计的量程更改的方法。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）验证型三、实验仪器（5） XW型电子电位差计一台；（6） 手动直流电位差计一台；（7） 秒表一块；（8） 水银温度计一支（0100），0.1分度；（9） 惠斯登电桥一台。四、实验原理 根据电压平衡原理五、实验内容和要求内容：（5） 按图接好线；（2）阻尼特性检查： 用输给信号的方法使指针在标尺的全范围内作三次来回移动，然后给仪表输入标尺下限对应的电压值，待指针停移后将电压值迅速改变到标尺的10%对应的数值上，观察仪表的半周期的摆动次数。按上述方法再进行标尺50%、90

12、%位置的阻尼检查。要求指针在到达平衡点时摆动的次数不超过3次（半周期摆动）。记录摆动的次数。 （3）仪表的回程误差的检定： 在仪表量程范围上的刻度线10%、50%、90%附近进行。测定时调整输入电压，使指针停在标尺刻线10%、50%、90%上，读取直流电位差计的示值E并记录。逐渐增大输入电压使指针发生移动（一般指针移动23格），再逐渐减小输入电压，使指针对准上述刻度线，读出直流电位成绩示值E并记录。计算上述三点的实际回程误差Si=|Ei-Ei|均不应超过仪表的允许值。 （4）指示误差的检验：校验点不少于5点（包括起始点和终点）。（1） 检定前读出处于接线端子附近的玻璃水银温度计的示值并记录。（

13、2） 进行正向检定：按信号增大方向，直流电位差计的输出使电子电位差计的指针依次缓慢地在各检定点的刻度线上，分别读出支流电位差计的示值并记录。（3） 进行反向检定：按信号减小的方向，直流电位差计的输出使电子电位差计的指针依次缓慢地在各检定点的刻度线上，分别读出支流电位差计的示值并记录。（4） 起始点为0时校验：当输入电压值为零时，电子电位差计的指示应为室温（一般高于起始点）。将直流电位计的输出端反接于电子电位差计，然后缓慢增大输入电压，使指针与起始点对应的电压值，然后再阶跃地输入仪表终点刻线上的瞬时，计时秒表开始计时，直至指针指到仪表重点刻线上时停止计时，其读数为正行程时间。同样方法测定反行程时

14、间。如此进行三次，每个方向的三个时间的平均值为该方向的全行程时间。测定的全行程时间应不超过仪表的允许值。 （5）电子电位差计量程的更改：（1） 仪表配接K型热电偶，将原来仪表量程01100改为量程400900。（2） 按要求计算确定RG 、r g 、RM 、rm 、 R4.（3） 按计算的电阻值，自制电阻介入桥路并校验起始点、终点与中间点。 （6）实验数据记录与处理：（1） 阻尼特性：（2） 回程误差：（3） 指示误差：（4） 行程时间：（5） 量程更改：计算的桥路电阻值：RM= RG= R4= 六、注意事项七、思考题（1）评价电子电位差计的性能指标有哪些？ （2）当要求电子电位差计的配套热电

15、偶更换成其它型号时需要计算哪些电阻？ （3）电子电位差计校验时为何省出毫伏发生器？实验五 弹簧管压力表校验一、实验目的（1）熟悉弹簧管压力表的工作原理及使用方法；（2）观察弹簧管式压力表的结构，工作原理；（3）学握弹簧管压力表的校验和调整方法。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）验证型三、实验仪器（1）活塞式压力计台，配有珐码一套，精度等级为.级（2）.级弹簧管压力表一块（标准表）。（3）1.级工业用弹簧管压力表一块（被校表）。（4）起针器一个（5）螺丝刀及活动搬手各一。 四、实验原理 用直接作用在已知活塞面积上的砝码重力来平衡被测压力，从已知的活塞面积和砝码重量求得被测压力。五、实验内容

16、和要求内容： （1）用活塞式压力计校验级弹簧管压力表（珐码校验法）。（2）用.级压力表作为标准表。与被校压力表（.级）进行比较，这是校验工业用压力表时常用的标准表比较法。（3）调整压力表 要求：（1）实验前同学应复习压力测量部分的讲课及有关仪表的精度等级计算等内容。 （2）预习实验指导书。（3）实验结束后，根据实验记录编写实验报告，实验报告内容应包括（）实验目的及内容；（）实验设备的名称、型号、 编号及主要技术性能；（）原始数据及处理结论。六、思考题（1）什么叫做仪表上下行程的回差？回差产生的原因有哪些？ （2）如果被校弹簧管压力表超差（指误差线性增大或减小），应如何处理？实验六 水流量测量实验一、实验目的（1） 认识了解流量测量系统；（2） 计算管道当中的流量。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型） 验证型一、 实验仪器 差压计、水箱、整流器、水泵、三角堰、水池等四、实验原理 根据差压与流量的关系五、实验内容和要求内容：（1） 熟悉流量测量系统及各部件作用；（2） 测取标准孔板输出差压信号（3） 在保持稳定差压信号同时在边准水箱测取H高度（