化工仪表及自动化实验指导书

1、鬲昌大孝化工仪表及自动化实验指导书（过控装备与控制工程教研室）南昌大学环境与化学工程学院二0一0年五月本实验指导书系根据过程装备控制技术与应用课程及实验室已有设备而设置的实验内容编写的。通过实验操作，使学生增强感性认识，加深对书本理论知识的理解，提高动手能力，熟悉和掌握仪表实验工作的一般方法，为将来的实验工作和科学研究打下基础。实验要求在实验过程中，务必做到以下几点：1、实验前必须预习有关实验内容；2、进入实验室后，应首先认真听取实验介绍，以提高操作效率；3、熟悉并检查实验装置的组成部分及连线；4、按实验要求连接实验装置后，需经老师检查方可进行操作；5、实验过程中，应遵守实验室的规章制度，爱护

2、设备。在实验过程中未按操作步骤进行而造成仪器、设备、工具等损坏以及发生事故，待查明原因后，按学校有关规定予以赔偿；6、实验后，各小组须整理活点实验工具，并交老师核查；7、按实验具体要求，认真完成实验报告。在做实验报告时应注意以下几点：1、明确实验目的；2、了解实验内容；3、熟悉实验装置；4、掌握实验方法；5、制定实验步骤；6、处理实验数据（数据准确、表格合理、图形活晰）;7、得出实验结果；8、提出分析建议（注意现象，分析误差等原因）。一、实验一弹簧管压力表的校验5二、实验二热电偶与动圈仪表的配套使用7三、实验三白动电子电位差计的校验10四、实验四白动电子平衡电桥的校验12五、实验五XMZ-10

3、2数显仪表的校验13六、实验六XMZ-101数显仪表的校验14七、实验七电容式差压变送器认识与校验15实验一弹簧管压力表的校验一、实验目的：1、熟悉工业用弹簧管压力表的构造、工作原理及校验方法;2、掌握压力校验器的基本结构原理和操作方法。二、实验设备:1、活塞式压力计10600Kgf/cm2、弹簧管压力表标准表一只标准表一只或一台型号YU6000.05级025Kgf/cm20.4级010Kgf/cm21.5级025Kgf/cm21.5级三、实验装置1、与标准表比较的压力计，如图148图11、手轮2、手摇泵3、活塞4、被校压力表5、6、7、针形阀8、标准压力表9、贮油杯工作原理如图1所示：往油杯

4、内注入传压工作介质（变压器油），打开针形阀6,关闭针形阀5和7,逆时针方向旋转手轮1,将工作介质吸入手摇泵内，然后关闭针形阀6,打开针形阀5和7,顺时针方向旋转手轮，使手摇泵内的活塞3移动所产生的压力经工作介质传递至压力表4和8上。此时，比较标准表和被校表的指示值，从而达到校验压力表的目的。四、思考与问答1、确定被校压力表的精度等级，它是否符合标示的精度？2、绘出被校压力表的变差曲线。3、回答下列问题：(1) 什么叫绝对误差、相对百分误差、精度、变差及仪表的量程？(2) 为什么标准表的精度一定要比被校表的精度高？(3) 如果标准表比被校表的精度高，但标准表的量程也比被校表的量程大得多，行否?(

5、4) 在升压和降压过程中，对同一压力来说，压力表读数是否相同？为什么？特别提示：1. 实验数据需要做正行程(从小到大)和反行程(从大到小)两组。2. 测量点为当被校表指针指在0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5MPA时，读标准表的读数。3. 请从仪表表盘中记录下标准表和被校表的精度。4. 测量完数据之后，一定要将针形阀6的阀门打开，泄压，以防损坏压力表!实验二热电偶与动圈表的配套使用一、实验目的：1、了解热电偶与动圈表的配套使用，以及对冷端温度补偿、线路电阻、补偿导线和分度号等加深理解；2、熟悉XCZ101型动圈表的结构与校验方法；3、掌握手动电位差计UJ37的使用方法。二、实验设备：1

6、、XCZ101型动圈表1台2、UJ37型手动电位差计1台3、管式电炉1台4、自耦变压器1台5、热电偶1支6、冰浴1只7、补偿导线、连线导线，双刀双掷开关、玻璃温度计等。三、实验内容：1、冷端温度补偿采用冰浴时，对XCZ101型动圈表进行校验。2、冷端温度采用校正仪表零点法（对XCZ-101而言）和修正法（对UJ37而言）时，对XCZ101型动圈表进行校验。3、外接电阻对XCZ101型动圈表示值的影响。四、实验要求：验证XCZ101型动圈表的精度等级，测试外接电阻R外对动圈表测温的影响。五、实验步骤：1、按图示原理接好线路；2、检查接线无误后合上电源开关，调节自藕变压器的电压，控制炉温；3、调节

7、UJ37型手动电位差计的工作电流旋钮，使检流计指针回零点；4、采用冰浴法：将K1和K2扳至热电偶的冷端温度处，进行升温测量，要求XCZ101和UJ37同时读取数据；5、采用校正仪表零点法：将K1和K2断开，把XCZ101的零点指针调到室温后，再将K1和K2扳至热电偶的冷端温度处，进行降温测量（在断开电源后进行降温测量）；6、测试外接电阻R外对XCZ101的示值影响，在降温过程中，可在某个温度（如200C）这一点用一根导线将R外短路，迅速读出XCZ101的温度值并填入表二中，然后比较在同一温度情况下，R外对XCZ101的示值影响。六、实验装置管式电炉CAVOT2/热电偶自藕变压器-V补偿导线二:

8、A铜导线2Q'冰浴实验装置接线图七、思考与问答1、验证XCZ101的精度等级，被校仪表的精度是否符合标示精度？2、本实验中用到了哪几种热电偶的冷端温度补偿方法？哪一种补偿方法更准确?3、为什么在读数过程中必须始终保持手动电位差计的指针为零？特别提示:1. 请记录下被校表（XCA101）的型号、精度、分度号。2. 实验数据需要记录正行程和反行程的数据。测量点为100、200、300、400、500、600C。3. 正行程如果采用冷端温度为冰浴（把XCZ-101的机械零点调整为0）的补偿方法，则反行程采用室温（把XCI101的机械零点调整为室温）的补偿方法。反之也行。4. 实验过程中一人看

9、XCA101的指针变化，另一人始终调整UJ37的拨盘，让UJ37检流计的指针保证一直处于0,以保证测量的准确性。实验三检查电子电位差计的技术指标一、实验目的：1、了解电子电位差计的结构、工作原理及使用方法；2、掌握电子电位差计的校验方法并检验其精度等级是否合格。二、实验设备：1、XWD1100电子电位差计1台2、UJ37型手动电位差计1台3、水银温度计1只三、实验内容：采用手动电位差计代替热电偶来检查电子电位差计的的技术指标。四、实验要求：1、检查电子电位差计的零点及满度；2、验证精度等级。五、实验装置如图所示：铜导线六、实验步骤1、观察电子电位差计的内部结构，对每个部分的作用有个基本认识；2

10、、调节UJ37型手动电子电位差计的工作电流旋钮，使检流计指针回零点，然后将UJ一37的“输出”与“测量”开关扳至“输出”位置；3、按图示实验装置接好线路，接通电源；4、根据电子电位差计的分度号查表，用UJ37分别输入始端电势Eml和终端电势Emh,观察仪表在零点和满度是否符合要求。(1) 零点Eml=-E(to,0)(2) 满度Emh=E(ts,to)=E(ts,0)-E(to,0)to环境温度，由实验时测得。5、检查电子电位差计的误差在仪表的量程范围内，均匀地取510点(包括上限值和下限值)进行检查，改变UJ37的读数UJ37的输出电势，记录下电子电位差计指针在各检查点上E(ts,t。)。七

11、、思考与问答(1) 若将电子电位差计输入端短接，指针将指在何处？为什么？(2) 实际使用中热电偶到电子电位差计输入端的接线应该用什么导线？(3) 温度补偿电阻为什么要接在仪表外面的输入端接线柱上？(4) 在热电偶测温过程中，突然烧断，相当于本实验电子电位差计输入端断路，问此时指针将指在何处？为什么？特别提示：1. 请记录下自动电子电位差计的精度、分度号。2. 实验数据需要记录正行程和反行程的数据。测量点为0、100、200、300、400、500、600C。3. 测量数据之前请务必按手动电位差计的标定要求做好工作电流的标定。手动电位差计的开关拨向输出档。4. 因为自动电子电位差计具有冷端温度自

12、动补偿功能(即能在外部输入电势的基础上增加一个室温对应的电势值)。因此，要让自动电子电位差计的指针指向零，需要给自动电子电位差计输入一个负的电势值。即在零点测量时需要把自动电子电位差计的正负极与手动电位差计的正负极反接(正接负，负接正，相当于给自动电子电位差计输入的电势是一个负值)做完零点之后再把接线换回，按正确的接法接(正接正，负接负)。实验四检查电子平衡电桥的技术指标一、实验目的：1、了解电子平衡电桥的结构、工作原理及使用方法；2、掌握电子平衡电桥的校验方法并验证其精度等级是否合格。二、实验设备1、电子平衡电桥1台2、电阻箱1只3、2.5Q电阻2只三、实验装置实验装置接线如图所示:四、实验

13、内容：采用电阻箱代替热电阻来检验电子平衡电桥的精度。五、实验步骤：1、按图示接好线路；2、接通电子平衡电桥的电源，调节电阻箱的电阻值，记录各检验点所对应的电阻值（包括检查零点和满度）。六、思考与问答1、根据实验数据验证电子平衡电桥的精度等级是否合格。2、测量过程中为什么热电阻的连接方法要采用三线制接法？3、将热电阻短路，电子平衡电桥的指针应指在何处？若将热电阻断路，指针又应指在何处？为什么？特别提示:1. 请记录下自动电子平衡电桥的精度、分度号。2.实验数据需要记录正行程和反行程的数据。测量点为0、50、100、150、200、250、300C。实验五检查XMZ102数字显示仪的技术指标一、实

14、验目的：1、熟悉XMZ102数字显示仪的结构、原理及校验方法；2、掌握XMZ102数字显示仪的校验方法及验证其精度等级。二、实验设备1、XMZ102数字显示仪1台2、电阻箱1只3、5Q电阻3只三、实验装置实验装置接线如图所示：四、实验内容及要求采用电阻箱代替热电阻来检查XMZ102数字显示仪的技术指标并验证其精度等级。五、实验步骤1、按实验装置接线图接好线路。2、接通XMZ102的电源，调节电阻箱的阻值，记录各检验点所对应的电阻值（包括检查零点和满度）。六、思考与问答1、根据记录数据，验证XMZ102的精度等级合格否。2、输入短路时仪表指示值为多少？断路时仪表指示值又为多少？为什么？3、XMZ

15、102数显仪表与XCZ102仪表有哪些不同？特别提示:1. 请记录下被校表的精度、分度号。0、100、200、300、400、500C。2.实验数据需要记录正行程和反行程的数据。测量点为实验六检查XMZ101数字显示仪的技术指标一、实验目的：1、了解XMZ101数字显示仪的结构、原理及使用方法；2、掌握XMZ101数字显示仪的校验方法并验证其精度等级是否合格。二、实验设备：1、XMZ101数字显示仪1台2、UJ-37型手动电位差记1只三、实验内容及要求：使用UJ-37型手动电位差计检查XMZ-101数字显示仪的技术指标。四、实验装置：如图所示：五、实验步骤：1、调节手动电位差计的工作电流旋钮，

16、使检流计指针回零点，然后将手动电位差计的“输出”与“测量”开关板至“输出”2、按实验装置接线图接好线路，接通数字显示仪的电源3、在仪表的量程范围内，均匀地选取510点（包括仪表量程的上限值和下限值）进行检查，改变手动电位差计的输出电势，记录下数字显示仪在各检查点上手动电位差计的读六、思考与问答1、处理实验数据，验证数字显示仪的精度等级是否合格？2、输入短路时数字显示仪的指示值为多少？为什么？特别提示：1. 请记录下被校表精度、分度号。2. 实验数据需要记录正行程和反行程的数据。测量点为0、100、200、300、400、500、600C。3. 测量数据之前请务必标定好手动电位差计的工作电流。实

17、验七电容式差压变送器的认识和校验、实验目的1、熟悉智能型差压变送器的整体结构及各部分的作用，进一步理解差压变送器的工作原理及整机特性；2、3、掌握智能型差压变送器的调校方法、零点迁移方法及精度测试方法；了解智能差压变送器的使用方法。二、实验设备电阻箱稳压电源(一)实验所需仪器、设备1、智能型差压变送器，1台，0.2级，1151DP2、标准电阻箱，1台；3、标准电流表，1只；4、标准压力表，1只；5、气动定值器，1只；6、直流稳压电源,1只；7、智能手操器，1只。(:二)实验装置连接图-用手操器进行校表时3、实验须知(1)(2)(3)的绝对值，三、实验内容与要求(一) 预备知识1、'WT

18、1151D哩差压变送器的主要技术指标(详见设备铭牌与说明书)主要内容：型号、基本误差、测量范围、输出电流、负载电阻、工作电源、线性误差、变差、阴尼时间常数等。2、实验注意事项(1)接线时，要注意电源极性。在完成接线后，应检查接线是否正确，气路有无泄漏,并请指导老师确认无误后，方能通电。对差压变送器进行调校前，应先把阻尼关闭。在对变送器进行零点、量程调校前，应将迁移取消，然后再进行零点、量程调整。对变送器进行迁移时注意迁移后的被测压力不得超过该仪表允许测量范围上限值也不能将量程压缩到该表所允许的最小量程。（4）不要把电源信号线接到测试端子，否则会烧坏内部二极管。（二）实验原理电容式差压变送器是一

19、种没有杠杆系统和整机负反馈环节的开环仪表，它采用差动电容作为检测元件，整体结构无机械传动、调整装置，各项调整都是由电气元件调整来实现的。实质上仍然是一种将输入差压信号线性地转换成标准的4-20MA直流电流信号输出的转换器。结构上主要有三个部件：敏感部件（测量部件）、放大板和调校板。变送器在投运前必须对各项性能及指标进行全部校验。可以通过外给标准的差压值看其输出值的方法检查其精度或通过手操器改变量程来判定其精确度。（三）实验内容与步聚1、按图正确接线。2、一般检查。观察仪表的结构，熟悉零点、量程、正负迁移等的调整位置。3、零点和量程的调整（详见说明书）4、仪表精度的校验。加标准值记录其输出值。一

20、般测量其范围的0%25%50%75%1005个点。5、零点迁移调整及改变量程可以用加压的方式及用手操器的方式来改变零点与量程。（四）仪表校验记录单实验用主要仪器、设备技术参数一览表项目被校仪表标准仪器名称型号规格精度数量制造厂出厂日期变送器实验数据记录表输入输入信号刻度分值0%25%50%75%100%输入信号输出输出信号标准值实测值诙差实测值实测基本误差实测精度等级（五）数据处理1、数据处理时应注意的问题（1）实验前拟好实验记录表格。（2）实验时一定要等现象稳定后再读数、记录，否则因滞后现象会给实验结果带来较大的误差。2、运用正确的公式进行误差运算。3、整理实验数据并将结果填入表格。4、分析变送器的静态特性，画出变送器输入-输出静态特性曲线（包括正、反行程）求出最大非线性误差。四、思考与问答1、1151差压变送器主要由哪些部件构成？2、差压变送器主要起什么