1、PAGE PAGE 83傳感器與檢測(cè)技技術(shù)及過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書謝春利、韓志敏敏大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)學(xué)院2011年9月月10日實(shí)驗(yàn)基本要求1. 每位學(xué)生生必須按規(guī)定定完成實(shí)驗(yàn)課課，因故不能能參加實(shí)驗(yàn)者者，應(yīng)課前向向指導(dǎo)教師請(qǐng)請(qǐng)假（必須經(jīng)經(jīng)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批批準(zhǔn)）。對(duì)所所缺實(shí)驗(yàn)要在在期末考試規(guī)規(guī)定時(shí)間內(nèi)補(bǔ)補(bǔ)齊，缺實(shí)驗(yàn)驗(yàn)者不得參加加期末考試。每次實(shí)驗(yàn)課前，必必須作到預(yù)習(xí)習(xí)，弄清實(shí)驗(yàn)驗(yàn)題目、目的的、內(nèi)容、步步驟和操作過(guò)過(guò)程，及需記記錄的參數(shù)等等，認(rèn)真做好好預(yù)習(xí)報(bào)告。在在實(shí)驗(yàn)前，指指導(dǎo)教師要檢檢查預(yù)習(xí)結(jié)果果并接受進(jìn)行行提問(wèn)。對(duì)不不寫預(yù)習(xí)報(bào)告告，又回答不不出問(wèn)題者，不不準(zhǔn)做實(shí)驗(yàn)。每次實(shí)驗(yàn)課前，學(xué)學(xué)生須提

2、前55分鐘進(jìn)入實(shí)實(shí)驗(yàn)室，找好好坐位，檢查查所需實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)備，做好實(shí)實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備備工作。做實(shí)驗(yàn)前，了解解設(shè)備的原理理和正確使用用方法。在沒沒有弄懂儀器器設(shè)備的使用用方法前，不不得貿(mào)然使用用，否則因使使用不當(dāng)造成成儀器設(shè)備損損壞的，根據(jù)據(jù)大連民族學(xué)學(xué)院儀器設(shè)設(shè)備損壞丟失失處理暫行辦辦法規(guī)定進(jìn)進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備在在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中中不準(zhǔn)任意搬搬動(dòng)和調(diào)換，非非本次實(shí)驗(yàn)所所用儀器設(shè)備備，未經(jīng)指導(dǎo)導(dǎo)教師允許不不得動(dòng)用。要求每位學(xué)生在在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中中，要具有嚴(yán)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)態(tài)度、認(rèn)真、踏踏實(shí)、一絲不不茍的科學(xué)作作風(fēng)。堅(jiān)持每每次實(shí)驗(yàn)都要要親自動(dòng)手，不不可“坐車”，實(shí)驗(yàn)小組組內(nèi)要輪流接接線、操作和和記錄等工作作，無(wú)特殊

3、原原因，中途不不得退出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，否則本次次實(shí)驗(yàn)無(wú)效。實(shí)驗(yàn)中若接線、改改接、拆線都都必須在切斷斷電源的情況況下進(jìn)行（包包括安全電壓壓），線路連連接完畢再送送電。實(shí)驗(yàn)中中，特別是設(shè)設(shè)備剛投入運(yùn)運(yùn)行時(shí)，要隨隨時(shí)注意儀器器設(shè)備的運(yùn)行行情況，如發(fā)發(fā)現(xiàn)有超量程程、過(guò)熱、異異味、冒煙、火火花等，應(yīng)立立即斷電，并并請(qǐng)指導(dǎo)老師師檢查、處理理。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如如出現(xiàn)事故，就就馬上拉開電電源開關(guān)，然然后找指導(dǎo)教教師和實(shí)驗(yàn)技技術(shù)人員，如如實(shí)反映事故故情況，并分分析原因和處處理事故。如如有損壞儀表表和設(shè)備時(shí)，應(yīng)應(yīng)馬上提出，按按有關(guān)規(guī)定處處理。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，指指導(dǎo)教師要對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和和結(jié)果進(jìn)行，要要經(jīng)檢查并簽簽字，在教師師確

4、認(rèn)正確無(wú)無(wú)誤后，學(xué)生生方可拆線。整整理好實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)和周圍衛(wèi)生生，填寫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)登記簿后方方可離開。實(shí)驗(yàn)課后，每位位學(xué)生必須按按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書書的要求，獨(dú)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告，不得得抄襲。目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc153253033 第一章 CSYY系列傳感器器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀儀的使用說(shuō)明明 PAGEREF _Toc153253033 h 1 HYPERLINK l _Toc153253034 第二章 SACC-JGK003過(guò)程控制制實(shí)驗(yàn)裝置使使用說(shuō)明 PAGEREF _Toc153253034 h 6 HYPERLINK l _Toc153253035 第一節(jié) SAC

5、C-JGK 03過(guò)程控控制實(shí)驗(yàn)裝置置系統(tǒng)組成 PAGEREF _Toc153253035 h 6 HYPERLINK l _Toc153253036 第二節(jié) SACC-JGK 03過(guò)程控控制實(shí)驗(yàn)裝置置工藝流程說(shuō)說(shuō)明 PAGEREF _Toc153253036 h 9 HYPERLINK l _Toc153253037 第三節(jié) SACC-JGK003過(guò)程控制制實(shí)驗(yàn)裝置上上位機(jī)操作說(shuō)說(shuō)明 PAGEREF _Toc153253037 h 14 HYPERLINK l _Toc153253038 第四節(jié) SACC-JGK003過(guò)程控制制實(shí)驗(yàn)裝置系系統(tǒng)維護(hù) PAGEREF _Toc153253038 h

6、 20 HYPERLINK l _Toc153253039 第三章 傳感器器與檢測(cè)技術(shù)術(shù)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc153253039 h 21 HYPERLINK l _Toc153253040 實(shí)驗(yàn)一 應(yīng)變傳傳感器的性能能研究 PAGEREF _Toc153253040 h 21 HYPERLINK l _Toc153253041 實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)變變送器性能測(cè)測(cè)試 PAGEREF _Toc153253041 h 25 HYPERLINK l _Toc153253042 實(shí)驗(yàn)三 電容式式傳感器性能能測(cè)試 PAGEREF _Toc153253042 h 28 HYPERLINK l _Toc1

7、53253043 實(shí)驗(yàn)四 霍爾式式傳感器與應(yīng)應(yīng)用 PAGEREF _Toc153253043 h 30 HYPERLINK l _Toc153253044 實(shí)驗(yàn)五 溫度傳傳感器的性能能及應(yīng)用 PAGEREF _Toc153253044 h 32 HYPERLINK l _Toc153253045 實(shí)驗(yàn)六 應(yīng)變測(cè)測(cè)試系統(tǒng)的溫溫度效應(yīng)與補(bǔ)補(bǔ)償 PAGEREF _Toc153253045 h 34 HYPERLINK l _Toc153253046 實(shí)驗(yàn)七 液位變變送器性能測(cè)測(cè)試 PAGEREF _Toc153253046 h 36 HYPERLINK l _Toc153253047 實(shí)驗(yàn)八 壓力變

8、變送器性能測(cè)測(cè)試 PAGEREF _Toc153253047 h 38 HYPERLINK l _Toc153253048 實(shí)驗(yàn)九 流量變變送器性能測(cè)測(cè)試 PAGEREF _Toc153253048 h 40 HYPERLINK l _Toc153253049 第四章 過(guò)程控控制工程試驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc153253049 h 42 HYPERLINK l _Toc153253050 實(shí)驗(yàn)一 被控過(guò)過(guò)程建模 PAGEREF _Toc153253050 h 43 HYPERLINK l _Toc153253051 實(shí)驗(yàn)二 單回路路控制系統(tǒng)實(shí)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc15325305

9、1 h 45 HYPERLINK l _Toc153253052 實(shí)驗(yàn)三 串級(jí)控控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc153253052 h 46 HYPERLINK l _Toc153253053 實(shí)驗(yàn)四 比值控控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc153253053 h 47 HYPERLINK l _Toc153253054 實(shí)驗(yàn)五 前饋控控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc153253054 h 48實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1.本實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)應(yīng)的課程為檢檢測(cè)技術(shù)與儀儀表實(shí)驗(yàn)；對(duì)對(duì)應(yīng)的專業(yè)為為自動(dòng)化；本本實(shí)驗(yàn)是學(xué)生生的專業(yè)基礎(chǔ)礎(chǔ)課程，對(duì)于于培養(yǎng)學(xué)生的的接觸實(shí)踐起起非常重要的的作用。本課課程的實(shí)驗(yàn)教教

10、學(xué)目的是通通過(guò)本課程的的學(xué)習(xí)，使學(xué)學(xué)生更好地掌掌握在自動(dòng)控控制系統(tǒng)中廣廣泛使用的傳傳感器、變送送器和各類檢檢測(cè)儀表，進(jìn)進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)學(xué)生獨(dú)立分析析、解決問(wèn)題題的能力，同同時(shí)注意培養(yǎng)養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求求是、嚴(yán)肅認(rèn)認(rèn)真的科學(xué)作作風(fēng)和良好的的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為為今后工作打打下良好的基基礎(chǔ)。2.實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)必修課課3.實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)：理論和實(shí)踐踐緊密聯(lián)系。第一章 CSYY系列傳感器器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀儀的使用說(shuō)明明CSY系列傳感感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)儀式用于檢檢測(cè)儀表類課課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的多功能教教學(xué)儀器。其其特點(diǎn)是集被被測(cè)體、各種傳傳感器、信號(hào)號(hào)激勵(lì)源、處處理電路和顯顯示器于一體體，可以組成成一個(gè)完整的的測(cè)試系統(tǒng)。通通過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)導(dǎo)書所

11、提供的的數(shù)十種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)舉例，能完完成包含光、磁磁、電、溫度度、位移、振振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等等內(nèi)容的測(cè)試試實(shí)驗(yàn)。通過(guò)過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，實(shí)實(shí)驗(yàn)者可對(duì)各各種不同的傳傳感器及測(cè)量量電路原理和和組成有直觀觀的感性認(rèn)識(shí)識(shí)，并可在本本儀器上舉一一反三開發(fā)出出新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)儀主要有實(shí)實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)、處處理電路、信信號(hào)與顯示電電路三部分組組成。圖1-1 CSSY系列傳感感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)儀一、位于儀器頂頂部的實(shí)驗(yàn)工工作臺(tái)部分，左左邊一幅平行行式懸臂梁，梁梁上裝有應(yīng)變變式、熱敏式式、P-N結(jié)結(jié)溫度式、熱熱電式和壓電電加速度五種種傳感器。應(yīng)變式：平行梁梁上梁的上表表面對(duì)應(yīng)地貼貼有八片應(yīng)變變片，受力工工作片分別用用 符號(hào) 和和 表示。

12、其其中六片為金金屬箔式片（BBHF-3550）。橫向向所貼的兩片片為溫度補(bǔ)償償片，用符號(hào)號(hào) 和和 表示。片上上標(biāo)有“BYY”字樣的為為半導(dǎo)體式應(yīng)應(yīng)變片，靈敏敏系數(shù)1300。熱電式（熱電偶偶）：串接工工作的兩個(gè)銅銅-康銅熱電電偶分別裝在在上、下梁表表面，冷端溫度為環(huán)境境溫度。分度度表見實(shí)驗(yàn)指指導(dǎo)書。熱敏式：上梁表表面裝有玻璃璃柱狀的半導(dǎo)導(dǎo)體熱敏電阻阻MF-511，負(fù)溫度系系數(shù)，25時(shí)阻值為8810K。P-N結(jié)溫度式式：根據(jù)半導(dǎo)導(dǎo)體P-N結(jié)結(jié)溫度特性所所制成的具有有良好線性范范圍的溫度傳傳感器，敏感感面為頂端。壓電加速度式：位于懸臂梁梁右部，由PPZT-5雙雙壓電晶片，銅銅質(zhì)量塊和壓簧組成成，裝在

13、透明明外殼中。實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)右邊邊是由裝于機(jī)機(jī)內(nèi)的另一幅幅平行梁帶動(dòng)動(dòng)的圓盤式工工作臺(tái)。圓盤盤周圍一圈安安裝有（依逆逆時(shí)針?lè)较颍╇婋姼惺剑ú顒?dòng)動(dòng)變壓器）、電電容式、磁電電式、霍爾式式、電渦流式式五種傳感器器。電感式（差動(dòng)變變壓器）：由由初級(jí)線圈LLi和兩個(gè)次級(jí)級(jí)線圈Lo繞制而成的的空心線圈，圓圓柱形鐵氧體體芯置于線圈圈中間，測(cè)量量范圍100mm。電容式：由裝于于圓盤上的一一組動(dòng)片和裝裝于支架上的的兩組定片組組成平行變面面積式差動(dòng)電電容，線性范范圍3mm。磁電式：由一組組線圈和動(dòng)鐵鐵（永久磁鋼鋼）組成，靈靈敏度0.44V/m/ss。霍爾式：半導(dǎo)體體霍爾式置于于兩個(gè)半環(huán)形形永久磁鋼形形成的梯度磁磁場(chǎng)中

14、，線性性范圍3mmm，直流激勵(lì)勵(lì)電壓2V，交交流激勵(lì)信號(hào)號(hào)VP-P5V。電渦流式：多股股漆包線繞制制的扁平線圈圈與金屬渦流流片組成的傳傳感器，線性性范圍1mmm。光電式傳感器裝裝于電機(jī)側(cè)旁旁。擴(kuò)散硅壓力傳感感器與濕敏，氣氣敏傳感器可可根據(jù)用戶需需要選裝。兩幅平行式懸臂臂梁頂端均裝裝有置于激振振線圈內(nèi)的永永久磁鋼，右右邊圓盤式工工作臺(tái)由“激激振 = 1 * ROMAN I”帶動(dòng)，左左邊平行式懸懸臂梁由“激激振 = 2 * ROMAN II”帶動(dòng)。為進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，左邊懸臂臂梁之間裝有有電加熱器一一組，工作時(shí)時(shí)能獲得高于于環(huán)境溫度330左右的的升溫。以上傳感器以及及加熱器、激激振線圈的引引線端均位

15、于于儀器下部面板板最上端一排排。實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)上還還裝有在左、右右兩邊的支架架上。二、信號(hào)及顯示示部分：位于于儀器上部面面板。低頻振蕩器：1130Hzz輸出連續(xù)可可調(diào)，VP-P值20VV，最大輸出出電流0.55A，Vi端插口可提提供用作電流流放大器。VVi端3.5mmm耳機(jī)插座靜靜合接點(diǎn)的正正常接觸是保證低頻輸出出的條件，無(wú)無(wú)低頻信號(hào)輸輸出，則可能能是靜合接點(diǎn)點(diǎn)分開，如遇遇此情況可打打開面板，調(diào)調(diào)節(jié)Vi插口靜合接接點(diǎn)接觸良好好。音頻振蕩器：00.4KHzz10KHHz輸出連續(xù)續(xù)可調(diào)，VPP-P值200V，1800o、0o為反相輸出出，Lv端最大功率率輸出0.55A。直流穩(wěn)壓電源：15V，提提供儀器

16、電路路工作電源和和溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)時(shí)的加熱電源源，最大輸出出1A。2VV10VV，檔距2VV，分五檔輸輸出，提供直直流信號(hào)源，最最大輸出電流流1A。數(shù)字式電壓/頻頻率表：位顯顯示，分2VV、20V、22KHz、220KHz四四檔，靈敏度度50mV，頻頻率顯示5KKHz200KHz。指針式直流毫伏伏表：測(cè)量范范圍500mmV、50mmV、5mVV三檔，精度度2.5%。三、處理電路：位于儀器下下部面板電橋：用于組成成應(yīng)變電橋，面面板上虛線所所示電阻為虛虛設(shè)，僅為組組橋提供插座座。R1、RR2、R3為為350標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電阻，WWD為直流調(diào)節(jié)節(jié)電位器，WWA為交流調(diào)節(jié)節(jié)電位器。WWD電位器中心心插頭串接口口的防

17、短路電電阻，WA電位器中心心抽頭串接的的為隔直電容容。差動(dòng)放大器：增增益可調(diào)比例例直流放大器器，可接成同同相、反相、差差動(dòng)結(jié)構(gòu)，增增益1-1000倍。光電變換器：提提供紅外發(fā)射射、接收、穩(wěn)穩(wěn)幅、交換，輸輸出模擬信號(hào)號(hào)電壓與頻率率交換信號(hào)。四四芯航空插座座上裝有光電電轉(zhuǎn)換裝置和和兩根多模光光纖（一根接接收，一根反反射）組成的的光強(qiáng)行光纖纖傳感器。電容變換器：由由高頻振蕩器器、放大和雙雙T電橋組成成。移相器：允許輸輸入電壓200VP-P，移相相范圍400o（隨頻率有有所變化）。相敏檢波器：極極性反轉(zhuǎn)電路路構(gòu)成，所需需最小參考電電壓0.5VVP-P，允許許最大輸入電電壓20 VVP-P。電荷放大器：

18、電電容反饋式放放大器，用于于放大壓電加加速度傳感器器輸出的電荷荷信號(hào)。電壓放大器：增增益5倍的高高阻放大器。（僅僅CSY型實(shí)實(shí)驗(yàn)儀配置）渦流變換器：變變頻式調(diào)幅變變換電路，傳傳感器線圈是是三點(diǎn)式振蕩蕩電路中的一一個(gè)元件。溫度變換器：根根據(jù)輸入端熱熱敏電阻值及及P-N結(jié)溫溫度傳感器信信號(hào)變化輸出出電壓信號(hào)相相應(yīng)的變換電電路。低通濾波器：由由50Hz陷陷波器和RCC濾波器組成成，轉(zhuǎn)折頻率率35Hz左左右。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)各種傳傳感器的主要要技術(shù)指標(biāo)：差動(dòng)變壓器量程程：5mmm電渦流位移傳感感器量程：1mm霍爾式傳感器量量程：1mmm電容式傳感器量量程：2mmm熱電偶：銅康康銅熱敏電阻溫度度系數(shù)：負(fù)25阻值

19、：10K光纖傳感器：半半圓分布、LLED發(fā)光管管壓阻式壓力傳感感器量程：110Kpa（差差壓）供電電：6V壓電加速度計(jì)：安裝共振振頻率：110KHz10、應(yīng)變式傳傳感器：箔式式應(yīng)變片阻值值：350歐歐11、PN結(jié)溫溫度傳感器：靈敏度約2.1mVV/12、差動(dòng)放大大器：放大倍倍數(shù)11000倍可調(diào)使用儀器時(shí)打開開電源開關(guān)，檢檢查交、直流流信號(hào)源及顯顯示儀表是否否正常。儀器器下部面板左左下角處的開開光控制處理理電路的115V工作電電源，進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)請(qǐng)勿關(guān)關(guān)掉，為保證證儀器正常工工作，嚴(yán)禁15V電源源間的相互短短路，建議平平時(shí)將此兩插插口封住。指針式毫伏表工工作前須對(duì)地地短路調(diào)零，去去掉短路線后后指針

20、有所偏偏轉(zhuǎn)是正常現(xiàn)現(xiàn)象，不影響響測(cè)試。請(qǐng)用戶注意，本本儀器是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)性儀器，各各電路完成的的實(shí)驗(yàn)主要目目的是對(duì)各傳傳感器測(cè)試電電路作定性的的驗(yàn)證，而非非工程應(yīng)用型型的傳感器定定量測(cè)試。各電路和傳感器器性能建議通通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)檢查是否正正常：1. 應(yīng)變片及及差動(dòng)放大器器，進(jìn)行單臂臂、半橋和全全橋?qū)嶒?yàn)，各各應(yīng)變片是否否正常可用萬(wàn)萬(wàn)用表電阻檔檔在應(yīng)變片兩兩端測(cè)量。各各接線圖兩個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)間即為為一實(shí)驗(yàn)接插插線，接插線線可多根疊插，為保保證接觸良好好插入插空后后請(qǐng)將插頭稍稍許旋轉(zhuǎn)。2. 半導(dǎo)體應(yīng)應(yīng)變片，進(jìn)行行半導(dǎo)體應(yīng)變變片直流半橋橋?qū)嶒?yàn)。3. 熱電偶，接接入差動(dòng)放大大器，打開“加加熱”開關(guān)，觀觀察隨溫度升升

21、高熱電勢(shì)的的變化。4. 熱敏式，進(jìn)進(jìn)行“熱敏傳傳感器”，電電熱器加熱升升溫，觀察隨隨溫度升高“VV0”端讀出電壓壓變化情況，注注意熱敏電阻阻是負(fù)溫度系數(shù)數(shù)。5. P-N結(jié)結(jié)溫度式，進(jìn)進(jìn)行P-N結(jié)結(jié)溫度傳感器器測(cè)溫實(shí)驗(yàn)，注注意電壓表22V檔顯示值值為絕對(duì)溫度度T。6. 進(jìn)行“移移相器實(shí)驗(yàn)”用用雙蹤示波器器觀察兩通道道波形。7. 進(jìn)行“相相敏檢波器實(shí)實(shí)驗(yàn)”，相敏敏檢波端口序序數(shù)規(guī)律為從從左至右，從從上至下，其其中4端為參參考電壓輸入入端。8. 進(jìn)行“電電容式傳感器器特性”實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，當(dāng)振動(dòng)原原盤帶動(dòng)動(dòng)片片上下移動(dòng)時(shí)時(shí)，電容變換換器V0端電壓正負(fù)負(fù)過(guò)零變化。9. 進(jìn)行“光光纖傳感器位移移測(cè)量”，光光線探

22、頭可安安裝在原電渦渦流線圈的橫橫支架上固定定，端面垂直直于鍍鉻反射射片，旋動(dòng)測(cè)測(cè)微儀帶動(dòng)反反射片位置變變化，從“VV0”端讀出電壓壓變化值。光光電變換器“FF0”端輸出頻率率變化方波信信號(hào)。測(cè)頻率率變化時(shí)可參參照“光纖傳傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)試試”步驟進(jìn)行行。10. 進(jìn)行光光電式傳感器器測(cè)速實(shí)驗(yàn)，端端V0輸出的是頻頻率信號(hào)。11. 將低頻頻振蕩器輸出出信號(hào)送入低低通濾波器輸輸入端、輸出出端用示波器器觀察，注意意根據(jù)低通輸輸出幅值調(diào)節(jié)節(jié)輸入信號(hào)大大小。12. 進(jìn)行“差差動(dòng)變壓器性性能”實(shí)驗(yàn)，檢檢查電感式傳傳感器性能，實(shí)實(shí)驗(yàn)前要找出出次級(jí)線圈同同名端，次級(jí)級(jí)所接示波器器為懸浮工作作狀態(tài)。13. 進(jìn)行“霍霍爾

23、式傳感器器直流激勵(lì)特特性”實(shí)驗(yàn)，直直流激勵(lì)信號(hào)號(hào)絕對(duì)不能大大于2V，否否則一定會(huì)造造成霍爾元件件損壞。14. 進(jìn)行“磁磁電式傳感器器”實(shí)驗(yàn)，磁磁電傳感器兩兩端接差動(dòng)放放大器輸入端端，用示波器器觀察輸出波波形。15. 進(jìn)行“壓壓電加速度傳傳感器”實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)與與上述第2項(xiàng)項(xiàng)內(nèi)容均為無(wú)無(wú)定量要求。16. 進(jìn)行“電電渦流傳感器器的靜態(tài)標(biāo)定定”實(shí)驗(yàn)，接接線參照?qǐng)D，其其中示波器觀觀察波形端口口應(yīng)在渦流變變換器的左上上方，即接電電渦流線圈處處，右上端端端口為輸出經(jīng)經(jīng)整流后的直直流電壓。17. 進(jìn)行“擴(kuò)擴(kuò)散軌壓力傳傳感器”實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，注意MPPX壓力傳感感器為差壓輸輸出，故輸出出信號(hào)有正負(fù)負(fù)兩種。18. 進(jìn)行

24、“氣氣敏傳感器特特性”實(shí)驗(yàn)，觀觀察輸出電壓壓變化。19. 進(jìn)行“濕濕敏傳感器特特性”實(shí)驗(yàn)，觀觀察輸出電壓壓變化。20. 如果儀儀器是帶微機(jī)機(jī)接口和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)軟件的，請(qǐng)請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)采采集及幫助說(shuō)說(shuō)明。數(shù)據(jù)采采集卡已裝入入儀器中，其其中A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換是12位位轉(zhuǎn)換器，最最大容錯(cuò)率11/20488（即0.005%），所所以建議在做做小信號(hào)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)（如應(yīng)變電電橋單臂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)）時(shí)選用合合適的量程，（2200mv）以以正確選取信信號(hào)。儀器后部的RSS232接口口與計(jì)算機(jī)串串行口相接，信信號(hào)采集前請(qǐng)請(qǐng)正確設(shè)置串串口，否則計(jì)計(jì)算機(jī)將收不不到信號(hào)。儀器工作時(shí)需良良好的接地，以以減小干擾信信號(hào)，并盡量量遠(yuǎn)離電磁干干擾源。儀器

25、器的型號(hào)不同同，傳感器種種類不同，則則檢查項(xiàng)目也也會(huì)有所不同同。上述檢查查及實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驂蛲瓿蓜t整臺(tái)臺(tái)儀器部分均均為正常。實(shí)驗(yàn)時(shí)請(qǐng)非常注注意實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)導(dǎo)書中實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容后的“注注意事項(xiàng)”，要要在確認(rèn)接線線無(wú)誤的情況況下開啟電源源，要盡量避避免電源短路路情況的發(fā)生生，實(shí)驗(yàn)工作作臺(tái)上各傳感感器部分如位位置不太正確確可松動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)螺絲稍作調(diào)調(diào)整，以按下下振動(dòng)梁松手手，各部分能能隨梁上下振振動(dòng)而無(wú)碰擦擦為宜。附件中的稱重平平臺(tái)是在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)工作臺(tái)左邊邊的懸臂梁旁旁的測(cè)微頭去去開后裝于頂頂端的永久磁磁鋼上方。實(shí)實(shí)驗(yàn)開始前請(qǐng)請(qǐng)檢查實(shí)驗(yàn)連連接線是否完完好，以保證證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)儀需防塵塵，以保證實(shí)實(shí)驗(yàn)接觸良好好，

26、儀器正常常工作溫度0040。第二章 SACC-JGK003過(guò)程控制制實(shí)驗(yàn)裝置使使用說(shuō)明第一節(jié) SACC-JGK 03過(guò)程控控制實(shí)驗(yàn)裝置置系統(tǒng)組成目前國(guó)內(nèi)的各大大院校的過(guò)程程控制實(shí)驗(yàn)裝裝置大多是自自己研制的，它它們結(jié)構(gòu)較為為簡(jiǎn)單，僅能能進(jìn)行簡(jiǎn)單的的實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不不了現(xiàn)代教育育的要求。國(guó)國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)產(chǎn)的一些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置檔次和和價(jià)格都較高高且難于講解解使用，還有有一些結(jié)構(gòu)過(guò)過(guò)于簡(jiǎn)單，雖雖然價(jià)格較低低，但使用功功能較少。我我們?cè)趶V泛研研究市場(chǎng)的基基礎(chǔ)上，巧妙妙靈活的設(shè)計(jì)計(jì)了一種價(jià)格格適中，功能能齊全，適應(yīng)應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。它它不但涵蓋了了大學(xué)本科過(guò)過(guò)程控制方面面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容，方便學(xué)生生動(dòng)手實(shí)

27、驗(yàn)，同同時(shí)也可用于于碩研和博研研的各種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。其中有些些設(shè)計(jì)在同類類裝置中屬于于首創(chuàng)，已申申請(qǐng)專利。一、系統(tǒng)組成SAC-JGKK 03型過(guò)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置包括被被控對(duì)象和控控制桌兩部分分。被控對(duì)象象由執(zhí)行器、變變送器、上下下水槽、水箱箱、純滯后和和管路有機(jī)地地組成；控制制桌裝有控制制器、數(shù)顯表表、液晶顯示示器等，控制制器通過(guò)通訊訊電纜與上位位機(jī)通訊。被被控對(duì)象的變變送器信號(hào)和和執(zhí)行器的供供電分別通過(guò)過(guò)屏蔽電纜線線與控制桌連連接的。示意意圖如下：被控對(duì)象 變送器信號(hào)控制桌 上位機(jī)屏蔽電纜通訊電纜屏蔽電纜 被控對(duì)象 變送器信號(hào)控制桌 上位機(jī)屏蔽電纜通訊電纜屏蔽電纜 以上為系統(tǒng)的示示意圖。變送送器

28、信號(hào)包括括2個(gè)液位變變送器、2個(gè)個(gè)流量變送器器、1個(gè)溫度度變送器和11個(gè)壓力變送送器，這6個(gè)個(gè)變送器均輸輸出4-200mA標(biāo)準(zhǔn)信信號(hào)；數(shù)顯表表一共6塊，分分別對(duì)6個(gè)變變送器來(lái)的電電流信號(hào)進(jìn)行行數(shù)值的實(shí)時(shí)時(shí)顯示；控制制器包括PLLC主機(jī)和33個(gè)擴(kuò)展模塊塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)被被控對(duì)象中變變送器信號(hào)的的采集和輸出出控制信號(hào)；純滯后裝置置是用20MM長(zhǎng)的水管盤盤旋圍繞而成成，完成流量量的純滯后控控制；執(zhí)行器器包括2臺(tái)變變頻器、2臺(tái)臺(tái)水泵、1個(gè)個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥和1個(gè)加熱熱器。具體見見下面說(shuō)明：被控對(duì)象：兩水水槽液位、水水槽2的溫度度、電機(jī)2出出水壓力、水水泵1和水泵泵2出水流量量。檢測(cè)裝置：兩個(gè)個(gè)液位變送器器，一個(gè)

29、壓力力變送器和一一個(gè)溫度變送送器，兩個(gè)電電遠(yuǎn)傳玻璃轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：一個(gè)個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥，兩個(gè)變頻頻器及兩臺(tái)水水泵, 一個(gè)個(gè)固態(tài)繼電器器（控制加熱熱器用）。 控制系統(tǒng)：西門門子小型PLLC（S7-200 CCPU2244主機(jī)、模擬擬量輸入模塊塊EM2311、模擬量輸入輸出模模塊EM2335和模擬量量輸出模塊EEM23211，一條編程程通訊電纜），四四個(gè)典型控制制參數(shù)（液位位、流量、壓壓力、溫度），可可組成多種控控制實(shí)驗(yàn)。上位機(jī)：采用組組態(tài)王6.00（帶看門狗狗），S7-200編程程軟件。二、系統(tǒng)特點(diǎn) 1、設(shè)設(shè)計(jì)巧妙，充充分應(yīng)用現(xiàn)有有裝置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)本裝置中有六個(gè)個(gè)檢測(cè)單元、三三個(gè)執(zhí)行機(jī)

30、構(gòu)構(gòu)和六個(gè)控制制回路，可以以方便的組合合成多種控制制實(shí)驗(yàn)，可通通過(guò)計(jì)算機(jī)（用用組態(tài)王軟件件定義的各種種變量與PLLC通訊）對(duì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)監(jiān)控。特別是是本實(shí)驗(yàn)裝置置可組成耦合合程度可調(diào)的的雙輸入雙輸輸出控制系統(tǒng)統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)截止閥的開開度來(lái)調(diào)節(jié)耦耦合程度。2、充分模擬工工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)效果果很好為了更好的模擬擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，本本實(shí)驗(yàn)裝置采采用兩臺(tái)水泵泵, 在單輸輸入單輸出控控制回路中一一臺(tái)水泵供水水，另一臺(tái)水水泵可通過(guò)變變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生有有規(guī)律或無(wú)規(guī)規(guī)律波動(dòng)的干干擾量。3、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、直觀人機(jī)界面良好，計(jì)計(jì)算機(jī)用立體體畫面顯示被被控對(duì)象的流流程、實(shí)時(shí)趨趨勢(shì)曲線和數(shù)數(shù)據(jù)報(bào)表等。控控制桌上

31、裝有有變頻器BOOP面板，六六個(gè)智能顯示示儀表，PLLC控制單元元和液晶顯示示器。實(shí)驗(yàn)者者可以在面板板上直接看到到各參數(shù)變化化情況，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)操作也更直直觀。4、可組成非線線性系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)裝置有四四個(gè)水槽，分分上下兩組，上上面一組水槽槽有三個(gè)，互互相通過(guò)手調(diào)調(diào)閥連接，其其中的兩個(gè)水水槽橫截面積積隨高度而變變化（其中的的一個(gè)上粗下下細(xì)，另一個(gè)個(gè)下粗上細(xì)）。這這樣可組成兩兩組線性/非非線性的液位位控制系統(tǒng)，而而且可以在控控制過(guò)程中改改變水槽之間間的連接狀態(tài)態(tài)來(lái)改變被控控對(duì)象的模型型，可進(jìn)行非非線性系統(tǒng)的的控制，也檢檢驗(yàn)控制算法法的魯棒性；下面一個(gè)水水槽的后面裝裝著流量純滯滯后裝置，可可實(shí)現(xiàn)流量的的純滯后

32、控制制。5、實(shí)驗(yàn)裝置正正面上下兩個(gè)個(gè)水槽的正面面裝有玻璃擋擋板，學(xué)生可可直接觀測(cè)系系統(tǒng)的進(jìn)水和和出水情況。具體工藝流程，請(qǐng)請(qǐng)參看“SAAC-JGKK 03過(guò)程程控制實(shí)驗(yàn)裝裝置”工藝流流程說(shuō)明”一一節(jié)。第二節(jié) SACC-JGK 03過(guò)程控控制實(shí)驗(yàn)裝置置工藝流程說(shuō)說(shuō)明一、工藝流程上一節(jié)已經(jīng)對(duì)裝裝置做了簡(jiǎn)單單的介紹，這這一節(jié)將著重重介紹裝置的的工作情況，請(qǐng)請(qǐng)參考下圖： 水 箱水 箱FT/01水槽1水槽2FT/02純滯后閥1閥4閥2LT/01閥8閥7220閥10閥12水泵2水泵1閥9閥11 水泵1PT/01LT/02閥3閥5閥6被控對(duì)象示意圖壓力表1壓力表2 注： * 帶帶箭頭的粗線線表示實(shí)驗(yàn)時(shí)時(shí)水流

33、方向。*“閥？”表示示的是手動(dòng)閥閥，也就是普普通的球閥，其其標(biāo)號(hào)只為說(shuō)說(shuō)明方便。水泵1從水箱中中抽水，經(jīng)過(guò)過(guò)電動(dòng)閥、流流量計(jì)1、閥閥1和閥7分分別給水槽11和水槽2供供水；水泵22也從水箱中中抽水，通過(guò)過(guò)閥12、流流量計(jì)2、閥閥2和閥8分分別給水槽11和水槽2供供水。水槽11通過(guò)閥6可可自己走水，水水槽2也可通通過(guò)閥10自自己走水，水水槽1和水槽槽2通過(guò)閥55連接。水槽1通過(guò)閥33和閥4各連連接了一個(gè)非非線性部分，其其中左側(cè)的下下細(xì)上粗，右右側(cè)的下粗上上細(xì)，通過(guò)調(diào)調(diào)節(jié)閥3和閥閥4的開度，可可實(shí)現(xiàn)液位的的非線性控制制。實(shí)際制作作時(shí)，我們將將這兩部分非非線性合在了一起做做成一個(gè)水槽槽，其大小形形狀

34、和水槽11一樣，只是是在里面加了了一個(gè)傾斜的的擋板。水槽槽2的后面安安裝了純滯后后裝置串聯(lián)在在流量計(jì)1的的下面，當(dāng)手手調(diào)閥9關(guān)閉閉時(shí)，水泵11的出水經(jīng)過(guò)過(guò)純滯后和流流量計(jì)給水槽槽供水。水槽1通過(guò)閥33和閥4各連連接了一個(gè)非非線性部分，其其中左側(cè)的下下細(xì)上粗，右右側(cè)的下粗上上細(xì)，通過(guò)調(diào)調(diào)節(jié)閥3和閥閥4的開度，可可實(shí)現(xiàn)液位的的非線性控制制。實(shí)際制作作時(shí)，我們將將這兩部分非非線性和在了了一起做成一一個(gè)水槽，其其大小形狀和和水槽1一樣樣，只是在里里面加了一個(gè)個(gè)傾斜的擋板板。水槽2的的后面安裝了了純滯后裝置置串聯(lián)在流量量計(jì)1的下面面，當(dāng)手調(diào)閥閥9關(guān)閉時(shí)，水水泵1的出水水經(jīng)過(guò)純滯后后和流量計(jì)給給水槽供水。

35、兩個(gè)水泵由控制制桌（上節(jié)中中一提過(guò)）上上的兩個(gè)變頻頻器分別控制制，控制器中中的EM2332的兩個(gè)模模擬輸出（00-10V）分分別控制兩臺(tái)臺(tái)變頻器；電電動(dòng)閥由控制制器中EM2235的模擬擬輸出（4-20mA）控控制；加熱器器采用PWMM控制（PLLC主機(jī)的QQ0.1）。變送器安裝如下下：水槽1裝裝有一個(gè)液位位變送器（LLT/01），水水槽2裝有一一個(gè)溫度變送送器（TT/01）和一一個(gè)液位變送送器（LT/02），水水泵2出水口口處裝有一個(gè)個(gè)壓力變送器器（PT/001）和一個(gè)個(gè)流量變送器器（FT/002），水泵泵1出水口處處裝有一個(gè)流流量變送器（FFT/01）。這這些信號(hào)通過(guò)過(guò)屏蔽電纜被被送到數(shù)顯表

36、表和模擬量輸輸入模塊中（EEM235和和EM2311），原理圖圖如下： 數(shù)顯表AI模塊變送器24V+24V-+- 數(shù)顯表AI模塊變送器24V+24V-+- 注： * 本裝置使用用的數(shù)顯表模模擬量輸入口口帶有24VV電源輸出* 24VV電源給變送送器供電，AAI模塊和數(shù)數(shù)顯表采集的的是變送器輸輸出的電流信信號(hào)IN+ OUT+固態(tài)繼電器IN- OUT-加熱器220VQ0.1M加熱器的控制原原理圖 IN+ OUT+固態(tài)繼電器IN- OUT-加熱器220VQ0.1M 本節(jié)最后，我們們?yōu)槟峁┰斣敿?xì)的電氣原原理圖二、技術(shù)規(guī)格1、技術(shù)條件供電電源： 單單相三線 2220VACC5%，550Hz功耗： 未加

37、熱時(shí)時(shí)最大1KWW，加熱時(shí)最最大2.5KKW環(huán)境溫度： 00+500相對(duì)濕度： 995% 無(wú)結(jié)結(jié)露大氣壓： 861006KPa工藝介質(zhì)： 水水環(huán)境空氣： 不不含腐蝕性氣氣體被控對(duì)象尺寸： 11000600018900（長(zhǎng)*寬*高）控制桌尺寸： 8990590016000（長(zhǎng)*寬*高）2、輸入規(guī)格：熱電阻Pt1000 ：0100 對(duì)應(yīng)電流信信號(hào) 4220mA（精精度0.55%）液位變送器：00400mmmH2O 對(duì)應(yīng)應(yīng)電流信號(hào) 420mmA（精度0.5%）壓力變送器：000.066MPa 對(duì)應(yīng)電流流信號(hào) 420mA（精精度0.55%）流量變送器: 10011000L/H 對(duì)應(yīng)電電流信號(hào) 4420

38、mAA（精度11.5%）3、輸出規(guī)格電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：電電流輸入420mA 對(duì)應(yīng)于閥開開度01000（死區(qū)1.0%）變頻器： 050HHz 對(duì)應(yīng)于于水泵轉(zhuǎn)速 030000r/mmin4、接線要求被控對(duì)象與控制制桌之間由航航空插頭對(duì)應(yīng)應(yīng)連接即可。上位機(jī)按計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)要求接接好電源即可可。被控對(duì)象供電時(shí)時(shí)必須接地，2220VACC的L，N相相要接對(duì)。附錄：電氣原理理圖電氣原理圖-強(qiáng)強(qiáng)電電氣原理圖-弱弱電第三節(jié) SACC-JGK003過(guò)程控制制實(shí)驗(yàn)裝置上上位機(jī)操作說(shuō)說(shuō)明本套實(shí)驗(yàn)裝置的的上位機(jī)畫面面，我公司采采用組態(tài)王66.0，總圖圖如下：在上位機(jī)畫面中中，有流程圖圖、實(shí)時(shí)趨勢(shì)勢(shì)曲線、參數(shù)數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)據(jù)報(bào)表

39、、歷史史趨勢(shì)曲線、回回路選擇、實(shí)實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線線2幾種畫面面，還設(shè)有打打印功能（通通過(guò)點(diǎn)擊按鈕鈕選擇）。下下面分別對(duì)各各個(gè)畫面做詳詳細(xì)介紹，進(jìn)進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)運(yùn)行環(huán)境后，出出現(xiàn)的就是上上圖，點(diǎn)擊“回回路選擇”按按鈕后，出現(xiàn)現(xiàn)下圖：“回路選擇”畫畫面的功能就就是選擇要做做的某個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)個(gè)選擇點(diǎn)，選選中某個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)后，點(diǎn)擊右右側(cè)的“確定定按鈕，系統(tǒng)統(tǒng)就自動(dòng)彈出出此實(shí)驗(yàn)的流流程圖。根據(jù)據(jù)提供的流程程圖，熟悉此此實(shí)驗(yàn)的原理理和流程。了了解了此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的原理和流流程后，再點(diǎn)點(diǎn)擊”參數(shù)設(shè)設(shè)定“畫面，如如下圖“參數(shù)設(shè)定”畫畫面的作用是是設(shè)定PIDD參數(shù)值、設(shè)設(shè)定值、正反反作用、和手手動(dòng)控制器的的值

40、、采樣時(shí)時(shí)間等。下面面對(duì)“參數(shù)設(shè)設(shè)定”畫面中中的一些符號(hào)號(hào)進(jìn)行說(shuō)明：調(diào)節(jié)PID參數(shù)數(shù)說(shuō)明： 1100 1Mn = * en + * een + MX + TTD * enen-1 P TI注： * 在上式中中100/PP = KCC , 1/TI = KI , TD = KD其中KC , KI , KD 相當(dāng)于通常常的PID參參數(shù)。因此，上上位機(jī)“參數(shù)數(shù)設(shè)定”畫面面中，P值越越大，比例作作用越弱；TTI值越大，積積分作用越弱弱，TD 值值越大，微分分作用越強(qiáng)。* 各參數(shù)數(shù)范圍：P： 1999999 ；TI：1999999；TD：00999999符號(hào)說(shuō)明：ACT：正反作作用，N為負(fù)負(fù)反饋（默認(rèn)認(rèn)

41、），P為正正反饋。AM：手自動(dòng)，AA為自動(dòng)，MM為手動(dòng)，為串級(jí)位。 MV：執(zhí)行器的輸輸出，范圍為為0至1000。手動(dòng)時(shí)可可直接寫數(shù)值值，自動(dòng)時(shí)顯顯示PID輸輸出值 PV：測(cè)量值 SV：設(shè)定值 TS：采樣周期，每每5秒采樣一一次。各回路參數(shù)范圍圍：LT011、PV=LLT01、SSV：04400（單位位為毫米） LLT02、PPV=LT002、SV：04000（單位為毫毫米） PPT01、PPV=PT001、SV：06000（對(duì)應(yīng)00.06MMPa） TTT01、PPV=TT001、SV：01000（單位為攝攝氏度） FFT01、PPV=FT001、SV：10011000（單單位為L(zhǎng)/hh） F

42、FT02、PPV=FT002、SV：10011000（單單位為L(zhǎng)/hh） MMV：01100（對(duì)應(yīng)應(yīng)變頻器是0050Hzz或電動(dòng)閥00100開開度）注：* 手動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)時(shí)，每個(gè)個(gè)回路的SVV值跟蹤PVV值，實(shí)現(xiàn)手手動(dòng)到自動(dòng)切切換的無(wú)擾動(dòng)動(dòng)自動(dòng)手動(dòng)手動(dòng)時(shí)SV不跟蹤PVPVSVPVSS 自動(dòng)手動(dòng)手動(dòng)時(shí)SV不跟蹤PVPVSVPVSS SV跟蹤PVSV手動(dòng)自動(dòng)手動(dòng)時(shí)SV跟蹤PVPV SV跟蹤PVSV手動(dòng)自動(dòng)手動(dòng)時(shí)SV跟蹤PVPV 經(jīng)過(guò)對(duì)以上兩幅幅圖的比較可可以看出，帶帶有無(wú)擾動(dòng)的的曲線看上去去更加直觀。“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線線”的功能就就是對(duì)被控對(duì)對(duì)象上的6個(gè)個(gè)參數(shù)進(jìn)行上上位機(jī)的實(shí)時(shí)時(shí)曲線顯示。實(shí)實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線線

43、共有2個(gè)畫畫面，每個(gè)畫畫面包括4個(gè)個(gè)顯示控件，其其中一個(gè)畫面面的4個(gè)控件件分別顯示液液位1、液位位2、流量11和流量2，另另一個(gè)顯示液液位1、液位位2、壓力和和溫度。下面面是其中一個(gè)個(gè)畫面：每個(gè)控件顯示一一個(gè)被控量的的PV值、SSV值和MVV值。控件的的橫坐標(biāo)是時(shí)時(shí)間；縱坐標(biāo)標(biāo)是PV值、SSV值和MVV值的百分比比，而且用不不同的顏色表表示：PV用用紅色線表示示，SV用綠綠色線表示，MMV用藍(lán)色線線表示。畫面面左上角有一一個(gè)PV值顯顯示，分別顯顯示此畫面中中4個(gè)量的PPV值。“實(shí)實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線線”中的每個(gè)個(gè)控件只有在在顯示后才能能開始記錄數(shù)數(shù)據(jù)，所以，在在準(zhǔn)備做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)前，請(qǐng)先點(diǎn)點(diǎn)擊“實(shí)時(shí)趨趨勢(shì)曲

44、線1、22”。“歷史趨勢(shì)曲線線”的主要功功能是可讀取取歷史曲線（最最長(zhǎng)8天）。歷歷史趨勢(shì)曲線線不但能進(jìn)行行被控對(duì)象上上6個(gè)參數(shù)PPV值的實(shí)時(shí)時(shí)顯示，還可可以對(duì)過(guò)去時(shí)時(shí)間控制過(guò)的的量的PV值值進(jìn)行讀取。“歷歷史趨勢(shì)曲線線”見下圖：“數(shù)據(jù)報(bào)表”的的功能是對(duì)某某段時(shí)間內(nèi)的的6個(gè)被控參參數(shù)的PV值值、SV值以以及PID設(shè)設(shè)定值進(jìn)行讀讀取，讀取的的時(shí)間間隔可可任意設(shè)定。數(shù)數(shù)據(jù)報(bào)表是一一定時(shí)間內(nèi)，按按照一定的時(shí)時(shí)間間隔對(duì)被被控量有關(guān)參參數(shù)的數(shù)值顯顯示。記錄好好了相關(guān)參數(shù)數(shù)，再結(jié)合歷歷史趨勢(shì)曲線線。就可對(duì)做做過(guò)的某個(gè)或或多個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)進(jìn)行合理的分分析。“數(shù)據(jù)據(jù)報(bào)表”畫面面見下圖：第四節(jié) SACC-JGK003過(guò)

45、程控制制實(shí)驗(yàn)裝置系系統(tǒng)維護(hù)裝置每年應(yīng)進(jìn)行行一次計(jì)量檢檢定，如果儀儀表誤差超出出范圍，通常常都是環(huán)境及及振動(dòng)沖擊所所導(dǎo)致，可對(duì)對(duì)儀表校驗(yàn)來(lái)來(lái)解決問(wèn)題。裝裝置可提供產(chǎn)產(chǎn)品出廠日起起6個(gè)月的免免費(fèi)維修，如如果是用戶使使用不當(dāng)造成成的損壞，或或已超過(guò)保修修期，則適當(dāng)當(dāng)收取維修費(fèi)費(fèi)用。第三章 傳感器器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 應(yīng)變傳傳感器的性能能研究一、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 觀察了解解箔式應(yīng)變片片的結(jié)構(gòu)及粘粘貼方式。2. 測(cè)試應(yīng)變變梁變形的應(yīng)應(yīng)變輸出。3. 驗(yàn)證單臂臂、半橋、全全橋測(cè)量電橋橋的輸出關(guān)系系，比較不同同橋路的功能能。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 設(shè)計(jì)并實(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)變傳感感器的測(cè)試橋橋路。2.

46、 測(cè)量單臂臂、半橋、全全橋測(cè)量電橋橋的輸出，記記錄數(shù)據(jù)、繪繪制關(guān)系曲線線，并分析之之。四、實(shí)驗(yàn)原理1. 本實(shí)驗(yàn)說(shuō)說(shuō)明箔式應(yīng)變變片及單臂直直流電橋的原原理和工作情情況。應(yīng)變片是最常用用的測(cè)力傳感感元件。當(dāng)用用應(yīng)變片測(cè)試試時(shí)，應(yīng)變片片要牢固地粘粘貼在測(cè)試體體表面，當(dāng)測(cè)測(cè)件受力發(fā)生生形變，應(yīng)變變片的敏感柵柵隨同變形，其其電阻值也隨隨之發(fā)生相應(yīng)應(yīng)的變化。通通過(guò)測(cè)量電路路，轉(zhuǎn)換成電電信號(hào)輸出顯顯示。電橋電路是最常常用的非電量量電測(cè)電路中中的一種，當(dāng)當(dāng)電橋平衡時(shí)時(shí)，橋路對(duì)臂臂電阻乘積相相等，電橋輸輸出為零，在在橋臂四個(gè)電電阻R1、RR2、R3、RR4中，電阻阻的相對(duì)變化化率分別為R1/R11、R2/R2、

47、RR3/ R33、R4/R4，當(dāng)使使用一個(gè)應(yīng)變變片時(shí)，；當(dāng)當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片片組成差動(dòng)狀狀態(tài)工作，則則有；用四個(gè)個(gè)應(yīng)變片組成成二個(gè)差動(dòng)對(duì)對(duì)工作，且RR1= R22 = R33 = R44 = R，。由此可知，單臂臂，半橋，全全橋電路的靈靈敏度依次增增大。2. 已知單臂臂、半橋和全全橋的分別為為R/R、22R/R、44R/ RR。根據(jù)戴維維南定理可以以得出測(cè)試電電橋的輸出電電壓近似等于于，電橋靈敏敏度，于是對(duì)對(duì)應(yīng)于單臂、半半橋和全橋的的電壓靈敏度度分別為1/4E、1/2E和E。由由此可知，當(dāng)當(dāng)E和電阻相相對(duì)變化一定定時(shí)，電橋及及電壓靈敏度度與各橋臂阻阻值的大小無(wú)無(wú)關(guān)。五、實(shí)驗(yàn)要求 熟悉CCSY系統(tǒng)傳傳

48、感器實(shí)驗(yàn)系系統(tǒng)。能自行行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)應(yīng)變式傳感器器的測(cè)量橋路路。掌握應(yīng)變變式傳感器的的各種測(cè)量電電路的性能。六、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)設(shè)備直流穩(wěn)壓電源、差差動(dòng)放大器、電電橋、應(yīng)變式式傳感器（電電阻應(yīng)變片）、電電壓表。七、預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須須自學(xué)有關(guān)儀儀器設(shè)備的使使用方法及工工作原理，明明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容及實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡模毘謱?shí)驗(yàn)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告后后，方可進(jìn)入入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)。八、實(shí)驗(yàn)步驟1. 設(shè)定旋鈕鈕的初始位置置：直流穩(wěn)壓壓電源打到2V檔，電電壓表打到22V檔，差動(dòng)動(dòng)放大器增益益打到最大。2. 將差動(dòng)放放大器調(diào)零。方方法：用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)線將差放的的正負(fù)輸入端端與地端連接接在一起，增增益設(shè)置在最最大位置，然然后將輸出端端

49、接到電壓表表的輸入插口口，打開主、副副電源，調(diào)整整差放的調(diào)零零旋鈕使表頭頭指示為0。3. 根據(jù)圖11-1的電路路結(jié)構(gòu)，利用用電橋單元上上的接線插孔孔和調(diào)零網(wǎng)絡(luò)絡(luò)連接好測(cè)量量線路（差動(dòng)動(dòng)放大器接成成同相或反相相均可）。圖圖中R4為工工作應(yīng)變片，WWD為可調(diào)電位位器，r為調(diào)調(diào)平衡電阻。電電源由直流穩(wěn)穩(wěn)壓電源提供供。圖1-1圖1-14. 將直流穩(wěn)穩(wěn)壓電源打到到4V檔。選選擇適當(dāng)?shù)姆欧糯笤鲆妫蝗缓笳{(diào)整電橋橋平衡電位器器，使表頭指指零(需預(yù)熱熱幾分鐘表頭頭才能穩(wěn)定下下來(lái))。5. 旋動(dòng)測(cè)為為頭、帶動(dòng)懸懸臂梁分別作作向上和向下下的運(yùn)動(dòng)，以以水平狀態(tài)下下輸出電壓為為零。向上和和向下移動(dòng)各各5mm，測(cè)微微頭每

50、移動(dòng)00.5mm，記錄一個(gè)差差動(dòng)放大器輸輸出電壓值，將將測(cè)得數(shù)值填填入下表：位 移X(mmm)電壓V(mV)6. 保持放大大器增益不變變，將R3換換為與R4工工作狀態(tài)相反反的另一應(yīng)變變片，形成半半橋，調(diào)整電電橋平衡電位位器，使表頭頭指零。然后后重復(fù)第5步步操作，同樣測(cè)出讀讀數(shù)，填入下下表：位 移X(mmm)電壓V(mV)7. 保持差動(dòng)動(dòng)放大器增益益不變，將RR1，R2兩兩個(gè)電阻換成成另兩片工作作片，接成一一個(gè)直流全橋橋，通過(guò)電橋橋平衡電位器器調(diào)好零點(diǎn)。重復(fù)第5步操作，將讀出數(shù)據(jù)填入下表：位 移X(mmm)電壓V(mV)8. 在同一坐坐標(biāo)紙上描出出W-V曲線線，比較三種種接法的靈敏敏度。九、實(shí)驗(yàn)

51、報(bào)告要要求1. 按表格要要求記錄實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理理，繪制關(guān)系系曲線。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)結(jié)果和關(guān)系曲曲線，對(duì)傳感感器的性能進(jìn)進(jìn)行分析。十、思考題1. 根據(jù)實(shí)際際測(cè)試的數(shù)據(jù)據(jù)與理論上推推導(dǎo)的公式相相比較，結(jié)論論如何？2. 對(duì)橋路測(cè)測(cè)量線路有何何特別的要求求？為什么？注意事項(xiàng)：(1)在更換應(yīng)應(yīng)變片時(shí)應(yīng)將將電源關(guān)閉，以以免損壞應(yīng)變變片。(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)過(guò)程中如果發(fā)發(fā)現(xiàn)電壓表發(fā)發(fā)生過(guò)載，應(yīng)應(yīng)將量程擴(kuò)大大或?qū)⒉罘旁鲈鲆鏈p小。(3)直流穩(wěn)壓壓電源不能打打的過(guò)大，以以免損壞應(yīng)變變片或造成嚴(yán)嚴(yán)重自熱效應(yīng)應(yīng)。(4)接全橋時(shí)時(shí)請(qǐng)注意區(qū)別別各應(yīng)變片的的工作狀態(tài)方方向，保證RR1與R3工工作狀態(tài)相同同

52、，R2與RR4工作狀態(tài)態(tài)相同。(5)在本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中只能將放放大器接成差差動(dòng)形式，否否則系統(tǒng)不能能正常工作。實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)變變壓器性能測(cè)試試一、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解差動(dòng)動(dòng)變壓器的原原理及工作情情況。2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證差動(dòng)變變壓器的基本本特性。3. 了解如何何用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)線路對(duì)殘殘余電壓進(jìn)行行補(bǔ)償。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 從音頻振振蕩器輸出頻頻率信號(hào)送給給差動(dòng)變壓器器，用示波器器讀出次級(jí)輸輸出電壓。2. 設(shè)計(jì)減少少零殘電壓的的電路并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。2. 繪制關(guān)系系曲線，并分分析結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)原理差動(dòng)變壓器由銜銜鐵、初級(jí)線線圈、次級(jí)線線圈和線圈骨骨架等組成。初初級(jí)線圈作為為差動(dòng)變壓器器激

53、勵(lì)用，相相當(dāng)于變壓器器的原邊，次次級(jí)線圈由兩兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸寸和參數(shù)相同同的線圈反向向串接而成，相相當(dāng)于變壓器器的副邊。差差動(dòng)變壓器是是開磁路，工工作是建立在在互感基礎(chǔ)上上的。其原理理及輸出特性性見圖2-11。圖2-1圖2-1零殘電壓中主要要包含兩種波波形成分：1. 基波分量量。這是由于于差動(dòng)變壓器器二個(gè)次級(jí)繞繞組因材料或或工藝差異造造成等效電路路參數(shù)（M、LL、R）不同同，線圈中的的銅損電阻及及導(dǎo)磁材料的的鐵損，線圈圈中線間電容容的存在，都都使得激勵(lì)電電流與所產(chǎn)生生的磁通不同同相。2. 高次諧波波。主要是由由導(dǎo)磁材料磁磁化曲線非線線性引起，由由于磁滯損耗耗和鐵磁飽和和的影響，是是激勵(lì)電流與與磁通

54、波形不不一致，產(chǎn)生生了非正弦波波（主要是三三次諧波）磁磁通，從而在在二次繞組中中感應(yīng)出非正正弦波的電動(dòng)動(dòng)勢(shì)。減少零殘電壓的的辦法有： = 1 * GB2 從設(shè)計(jì)和工工藝制作上盡盡量保證線路路和磁路的對(duì)對(duì)稱。 = 2 * GB2 采用相敏檢檢波電路。 = 3 * GB2 選用補(bǔ)償電電路。五、實(shí)驗(yàn)要求熟悉CSY系統(tǒng)統(tǒng)傳感器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)系統(tǒng)。建立立差動(dòng)變壓器器性能測(cè)試電電路，零殘電電壓補(bǔ)償電路路，記錄數(shù)據(jù)據(jù)，繪制相關(guān)關(guān)曲線，并分分析之。六、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)設(shè)備差動(dòng)變壓器、音音頻振蕩器、測(cè)測(cè)微頭、示波波器、電橋、差差動(dòng)放大器。七、預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須須自學(xué)有關(guān)儀儀器設(shè)備的使使用方法及工工作原理，明明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容

55、及實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡模毘謱?shí)驗(yàn)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告后后，方可進(jìn)入入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)。八、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 設(shè)定有關(guān)旋旋鈕初始位置置：音頻振蕩蕩器4KHzz，雙線示波波器第一通道道靈敏度5000mV/ccm，第二通通道靈敏度220mV/ccm，觸發(fā)選選擇打到第一一通道。2. 按圖1接接線，音頻振振蕩器必須從從LV接出。3. 調(diào)整音頻頻振蕩器幅度度旋鈕，使音音頻LV信號(hào)號(hào)輸入到初級(jí)級(jí)線圈的電壓壓為2Vp-p。4. 旋動(dòng)測(cè)微微頭，從示波波器上讀出次次級(jí)輸出電壓壓Vp-p值值填入下表：位移mm電壓mV讀出過(guò)程中應(yīng)注注意初、次級(jí)級(jí)波形的相位位關(guān)系：當(dāng)鐵鐵芯從上至下下時(shí)，相位由由_相變變?yōu)開相相。5. 仔細(xì)調(diào)節(jié)節(jié)測(cè)微頭使次次

56、級(jí)的差動(dòng)輸輸出電壓為最最小，必要時(shí)時(shí)應(yīng)將通道二二的靈敏度打打到較高檔，如如0.2V/cm,這個(gè)個(gè)最小電壓叫叫做，可可以看出它與與輸入電壓的的相位差約為為_，因此是_正正交分量。6. 根據(jù)所得得結(jié)果，畫出出(Vop-pX)曲曲線，指出線線線工作范圍圍，求出靈敏敏度： 九、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要要求1. 記錄差動(dòng)動(dòng)變壓器位移移值和次級(jí)線線圈輸出的電電壓值，繪制制關(guān)系曲線，并并分析之。2. 分析零殘殘電壓的產(chǎn)生生原因及補(bǔ)償償辦法，分析析補(bǔ)償效果產(chǎn)產(chǎn)生的原因？十、思考題如果用直流電壓壓表來(lái)讀數(shù)，需需增加哪些測(cè)測(cè)量單元，測(cè)測(cè)量線路該如如何？注意事項(xiàng)：（1）差動(dòng)變壓壓器的激勵(lì)源源必須從音頻頻振蕩器的電電流輸出口(LV

57、插口)輸出。（2）差動(dòng)變壓壓器的兩個(gè)次次級(jí)線圈必須須接成差動(dòng)形形式(即同名名端相連。這這可通過(guò)信號(hào)號(hào)相位有否變變化判別之)。（3）差動(dòng)變壓壓器與示波器器的連線應(yīng)盡盡量短一些，以以免引入干擾擾。 實(shí)驗(yàn)三 電容式式傳感器性能能測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针娙菔絺鞲懈衅鞯墓ぷ髟砗蜏y(cè)量方方法.三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 建立電電容式傳感器器性能測(cè)試電電路，并移動(dòng)動(dòng)電容動(dòng)片，記記錄差動(dòng)電容容檢測(cè)電路輸輸出的電壓值值。作出關(guān)系系曲線，并分分析之。四、實(shí)驗(yàn)原理電容式傳感器有有多種形式，本本儀器中是差差動(dòng)變面積式式。傳感器由由兩組定片和和一組動(dòng)片組組成。當(dāng)安裝裝于振動(dòng)臺(tái)上上的動(dòng)片上、下下改變位置，與

58、與兩組靜片之之間的重疊面面積發(fā)生變化化，極間電容容也發(fā)生相應(yīng)應(yīng)變化，成為為差動(dòng)電容。如如將上層定片片與動(dòng)片形成成的電容定為為，下層定片片與動(dòng)片形成成的電容定為為，當(dāng)將和接入電橋作作為相鄰兩臂臂時(shí)，橋路的的輸出電壓與與電容量的變變化有關(guān)，即即與振動(dòng)臺(tái)的的位移有關(guān)。五、實(shí)驗(yàn)要求了解差動(dòng)變面積積式電容傳感感器的原理及及特性。六、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)設(shè)備電容傳感器、電電容變換器、差差動(dòng)放大器、低低通濾波器、低低頻振蕩器、測(cè)測(cè)微儀。七、預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須須自學(xué)有關(guān)儀儀器設(shè)備的使使用方法及工工作原理，明明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容及實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡模毘謱?shí)驗(yàn)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告后后，方可進(jìn)入入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)。八、實(shí)驗(yàn)步驟1. 按圖3-1接

59、線，電電容變換器和和差動(dòng)放大器器的增益適中中。圖3-1圖3-12. 裝上測(cè)微微儀，帶動(dòng)振振動(dòng)臺(tái)位移，使使電容動(dòng)片位位于兩靜片中中，此時(shí)差動(dòng)動(dòng)放大器輸出出為零。3. 以此為起起點(diǎn)，向上和和向下位移動(dòng)動(dòng)片，每次00.5mm，直直至動(dòng)片與一一組靜片全部部重合為止。記記錄數(shù)據(jù)，并并作出V-XX曲線，求得得靈敏度。X(mm)V(mV)X(mm)V(mV)4. 低頻振蕩蕩器輸出接“激激振 = 1 * ROMAN I”端，移開開測(cè)微頭，適適當(dāng)調(diào)節(jié)頻率率和振幅，使使差放輸出波波形較大但不不失真，用示示波器觀察波波形。5. 斷開測(cè)微微頭，斷開電電壓表，接通通激振器，用用示波器觀察察輸出波形。九、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要要求1

60、. 記錄電容容動(dòng)片上下移移動(dòng)時(shí)電壓表表的讀數(shù)，并并作出V-XX曲線 2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)進(jìn)行結(jié)果分析析。十、思考題 分析示示波器輸出曲曲線的產(chǎn)生原原因。注意事項(xiàng)1. 電容動(dòng)片片與兩定片之之間的距離必必須相等，必必要時(shí)可稍作作調(diào)整。位移移和振動(dòng)時(shí)均均不可有擦片片現(xiàn)象，否則則會(huì)造成輸出出信號(hào)突變。2. 如果差動(dòng)動(dòng)放大器輸出出端用示波器器觀察到波形形中有雜波，請(qǐng)請(qǐng)將電容變換換器增益進(jìn)一一步減小。3. 由于懸臂臂梁彈性恢復(fù)復(fù)滯后，雖然然測(cè)微儀回到到開始刻度，但但差放輸出電電壓并不回零零，此時(shí)可反反方向旋動(dòng)測(cè)測(cè)微儀，使輸輸出電壓過(guò)零零后再回到初初始位置，反反復(fù)幾次，差差放電壓即到到零，然后進(jìn)進(jìn)行