1、自動檢測技術實驗指導書一、 熱電偶動態特性的測定及校正1實驗目的1.1 學習用實驗方法測定熱電偶的動態特性并確定熱電偶的時間常數；1.2 了解熱電偶特性對動態測溫的影響；1.3 掌握提高熱電偶動態測溫精度的方法。2實驗內容2.1 用管式電爐控溫系統和函數記錄儀測取鎳鉻鎳硅熱點偶（分度號K）的特性；2.2 確定所測定熱電偶的時間常數；2.3 將熱電偶與模擬校正裝置串接，根據所測熱電偶的時間常數適當選定校正裝置的參數，測定該測溫系統的動態特性。3原理：從理論分析和實驗得知，熱電偶具有一階非周期環節特性其傳遞函數為： （1）其中T為熱電偶的時間常數，取決于熱電偶的材料、結構、測溫介質、性質及工況。由

2、自控原理可知，要提高熱電偶的動態精度，應提高其反應速度，采用串聯超前校正裝置，令超前校正裝置的傳遞函數為： （2）其中K為校正環節放大倍數串接校正裝置后整個測溫系統的傳遞函數為： （3）與未經校正的熱電偶測溫系統相比，校正后的時間常數T比T縮小了K倍。4超前校正裝置的實現模擬校正裝置線路如圖1所示：圖1 校正電路熱電偶時間常數放大器放大倍數 系統時間常數5 實驗設備5.1 管式電爐；5.2 鎳鉻鎳硅熱點偶（分度號K）兩支；5.3 溫度變送器420mA輸出；5.4 自制模擬校正裝置；5.5 函數記錄儀一臺。6 實驗步驟6.1 測試熱電偶的時間常數(1) 按圖2連接測溫系統各環節；管式電爐溫度變送

3、器X-Y函數記錄儀溫度調節環節熱電偶1熱電偶2圖2測溫系統(2) 熱電偶1、溫度調節器，將管式電爐爐溫控制在300；(3) 調整函數記錄儀：選擇適當量程和走紙速度并做好記錄；(4) 經老師檢查無誤后開啟所有儀器的電源開關；(5) 爐溫達到300左右時，首先開啟記錄儀，然后迅速地將待測熱電偶插入爐中，從記錄儀得到一條飛升曲線如圖3；圖3 時間常數獲取(6) 待記錄儀記錄完畢（穩態）后，取出熱電偶自然冷卻到室溫；(7) 重復（5）、（6）步驟得出三條飛升曲線；(8) 求取熱電偶時間常數的平均值。次y()0.632y()T(秒)1236.2 熱電偶動態校正(1) 將模擬校正裝置串聯到系統中如圖4所示

4、：校正裝置X-Y函數記錄儀溫度變送器熱電偶2管式電爐熱電偶1溫度調節器圖4加入校正后的測溫系統(2) 設定R3=20K、30K、50K改變放大倍數，重復步驟1中(5)(6),得出三條不同R3值的三條飛升曲線； 圖 5 不同K值熱電偶響應曲線(3) 求取校正后的時間常數(4) 比較校正前、后所得結果，作出分析。6.3 思考題(1) 在不同溫度下測取熱電偶的動態特性曲線，求得的時間常數是否一樣？為什么？(2) 測取熱電偶的時間常數時，不進行冷端補償會有什么影響？為什么？7 實驗要求實驗前預習實驗指導書，實驗后寫實驗報告并回答思考題：7.1 簡述實驗目的、內容、設備；7.2 簡述實驗原理線路及步驟；

5、7.3 實驗數據處理并分析；7.4 回答思考題二、金屬管浮子流量計性能測試和檢定實驗本實驗在靜態稱重法標準表法實驗裝置上完成對金屬管浮子流量計的性能測試和檢定工作，需要結合運用所學流體力學、檢測技術、誤差理論、數據處理等方面的知識，提高實驗者理論聯系實際和實際動手的能力。1 實驗目的：1.1 熟悉靜態稱重法標準表法流量實驗裝置；1.2 熟悉金屬管浮子流量計的工作原理；1.3 會使用標準表法對金屬管浮子流量計進行性能測試和檢定；1.4 掌握三次曲線擬合的原理及在浮子流量計非線性特性處理上的應用；1.5 會進行誤差計算；1.6 會利用流體力學原理指導實驗。2實驗所用設備：稱重法標準表法流量實驗裝置

6、稱重法標準表法流量實驗裝置是最常用的液體流量實驗裝置，常用于流量儀表的科學研究和產品出廠檢定。流量實驗室備有實驗介質為水、柴油的稱重法標準表法實驗裝置，本實驗在水流量實驗裝置上進行。實驗系統示意圖如下：計算機電子稱被檢表標準表高位水塔圖1 系統示意圖高位水塔起穩定水頭作用，使整個試驗過程中流量穩定。標準表和被檢表串聯在實驗管路中，根據流體流動連續性原理，在定常流動下，它們流過的流量是相等的。用標準砝碼調校電子秤可使其精度比標準表精度高出三倍，用稱重法檢定標準表，然后再用標準表檢定被校表。用稱重法檢定儀表朔源性好，但工作效率低，故平時實驗一般用標準表進行，并定期對標準表進行檢定。本實驗也使用標準

7、表法進行，但要求實驗者熟悉稱重法實驗過程。實驗裝置結構圖如下：1，過濾罐 2，標準表組 3，球閥組 4，平衡罐 5，進水總閥6，排污閥 7，被檢表J 8，水平卡表器 9，電子秤 10，放水閥11，稱量罐 12，換向器材 13，噴嘴 14，豎直卡表器 15，浮子流量計 16，上下支撐板 17，調節閥組圖2 標準表法稱重法液體流量標準裝置工作過程：首先用水泵將水池中的水打入水塔，在整個實驗過程中使水塔處于溢流狀態，以保證系統的壓頭不變。待水流穩定后，打開截止閥，水通過標準表、上游直管段、被檢流量計、下游直管段、夾表器、調節閥、換向器，流出實驗管路。3 實驗原理對金屬管浮子流量計，其浮子位置高度是由

8、角位移傳感器檢測的。其輸出電壓V0與流量Q相關，要求在各流量點下正反行程各進行三次實驗，將其平均值作為輸出電壓V0。用實驗數據擬合出QV0的關系式，再次進行流量檢定實驗，以驗證擬合公式的擬合精度。4 實驗內容與步驟4.1 金屬管浮子流量計性能測試按下表要求調節閥門達到所要求的流量值Q，讀取轉角傳感器輸出電壓值V，記錄正反行程各三次，計算電壓平均值V0 。注意：各臺金屬管浮子流量計的滿度不同，以下流量點可能不同，請向實驗指導老師咨詢。流量點（m3/h）浮子流量計輸出電壓V（v）電壓平均值（V0）正行程1反行程1正行程1反行程1正行程1反行程10.2Qmax0.4Qma0.6Qma0.7Qma0.8Qma0.9Qma0.1Qma4.2 擬合曲線QV0實驗用到的Visual basic軟件中已做好擬合程序，要求理解擬合曲線的基本原理。4.3金屬管浮子流量計的檢定注：（1）流量單位為m3/h； （2）浮子流量由QV0曲線計算得出（這一步由計算機完成）； （