09检测技术及仪表实验讲义正文.docx
《09检测技术及仪表实验讲义正文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《09检测技术及仪表实验讲义正文.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
09检测技术及仪表实验讲义正文
实验一热电偶特性测定及校验实验
一、实验目的
1．进一步了解热电偶的构成；
2．进一步掌握热电偶的测温原理及特性；
3．学会用比较法校验热电偶。
二、实验设备与接线
（一）实验设备
1．管式电阻炉及控温设备一套
2．温度校验仪一台
3．标准热电偶一支
4．被校热电偶一支
（二）接线框图
图1实验一接线框图
三、实验内容及步骤
1．校验
待炉温在相应被校点附近（±10℃）稳定后（2分钟之内温度波动不超±0.5℃），则可进行校验。
按“标准→被校→被校→标准”的次序，用温度校验仪分别测量标准热电偶和被校热电偶的热电势。
实验时取四个校验点，每个点测两次，并将测量结果记录在表1中。
2．自制热电偶实验
自制一只热电偶，然后用其测量室温及恒温水浴中水的温度，并将测量结果记录在表3中。
3.温度校验仪使用
使用温度校验仪测量mv电压：
红表笔插入“MEASURE”栏中的“mvTc3w”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。
将开关打开，切换至“MEASURE”状态，将测量单位设置成mv，将红表笔和黑表笔的另一端分别接热电偶的“+”“-”极即可显示未经补偿的热点势。
表1热电偶校验实验记录表
校验点
第1点（100±5℃）
第2点（200±5℃）
第1次mv
第2次mv
平均值mv
温度
℃
第1次mv
第2次mv
平均值mv
温度
℃
标准
被校
误差
绝对误差℃
绝对误差℃
允许误差℃
允许误差℃
校验点
第3点（300±5℃）
第4点（400±5℃）
标准
被校
误差
绝对误差℃
绝对误差℃
允许误差℃
允许误差℃
结论：
说明：
（注：
结论为合格/不合格）
表2自制热电偶实验记录表
室温：
℃（玻璃管温度计测得）对应热电势：
mV（查表）
热电势
mV
补偿后
mV
实测温度
℃
实际温度（温度计测量）
℃
室温
水温
四、数据处理
1．画出被校热电偶的热电势——温度（Et-t）曲线；（注意：
温度为标准热电偶所测温度）
2．计算绝对误差，看是否符合要求；
（对于K型II级热电偶，最大允许误差为±2.5℃或±0.75%|t|，二者中采用最大值。
）
3．确定热电偶冷端不为0℃时造成的温度误差，并与理论上的误差值做对比。
五、思考题
1．如果没有冰水浴，那么如何进行热电偶校验实验？
2．与热电偶配套的温度显示仪表是如何实现冷端温度自动补偿的？
实验二热电阻特性测定及校验实验
一、实验目的
1．进一步掌握热电阻的构成；
2．进一步掌握热电阻的测温原理及特性；
3．学会热电阻校验的一般方法。
二、实验设备与接线
（一）实验设备
1．恒温器（CS501A型、HC1015型）一台
2．温度校验仪一台
3．被校热电阻（Cu50）一支
三、实验内容及步骤
1．热电阻检查
首先检查被校热电阻是否有断线、短路、腐蚀等缺陷，然后利用万用表或电桥检查一下电阻数值是否大致符合标称值。
2．恒温器的使用
接通恒温器电源，开启加热开关。
此时，水泵开始转动并应抽水，否则应立即关掉加热开关，以免烧坏电机。
开启加热开关时，数字表即显示出恒温器内的水温，按下“设定”按钮，数字表即显示出设定温度，同时缓慢旋转温度设定电位器，将设定温度调到需要的温度（如20℃，40℃，60℃）。
松开设定按钮，显示器重新显示恒温器内的水温。
若要快速升温，可开启辅助加热开关。
但要注意，恒温器内水温上升到接近设定温度时（差2—3℃），应关掉辅助加热开关，以便进行恒温控制。
3．温度校验仪的使用
4．校验
分别测出水温为0℃、20℃、40℃，60℃时的热电阻的阻值，每个点测两次，并记录在表3中
表3热电阻校验实验记录表
被校热电阻：
分度号：
等级：
校验点
标准温度计
（℃）
被校热电阻
绝对误差
热电阻阻值（Ω）
对应温度（℃）
1
第1次
第2次
平均
2
第1次
第2次
平均
3
第1次
第2次
平均
4
第1次
第2次
平均
结论及说明：
注：
铜电阻（Cu50）在各温度点的标准电阻值请查分度表。
四、数据处理
1．由各点两次测量值的平均值查出对应的温度值；
2．计算各校验点的绝对误差，并给出校验结论。
B级铜电阻的允许误差计算公式为：
Δ=±（0.30+0.006|t|）
其中，Δ为允许误差，|t|为被测温度绝对值。
3．画出被校热电阻的Rt—t曲线（温度为标准温度计所测温度）。
五、思考题
1．为什么本实验中校验仪校验铜电阻时接通时间不能太长？
实验三智能温度变送器实验
一、实验目的
1．了解智能温度变送器的构成及基本工作原理；
2．了解智能温度变送器与常规温度变送器的区别；
3．学习和掌握智能温度变送器的校验及使用方法；
4．进一步了解两线制与三线制接法的区别。
二、实验设备与接线：
（一）实验设备
1．智能温度变送器1台
2．温度校验仪1个
3．直流电流表（mA）1块
4．电阻（220～250Ω）1个
（二）接线
三、实验内容及步骤
1．温度变送器显示屏及按键使用
（1）主显示屏显示过程参数测量值（本实验显示温度值），当输入超过测量范围上限或低于测量范围下限时分别显示[or-H]或[ur-L]。
（2）副显示屏可显示上限、下限、报警控制设定值。
亦可显示变送器输出值（%）。
（3）功能键“SET”用于各级功能参数名称的循环显示和参数值的确认,ENT键用于参数设定时进入各次级菜单。
（4）增键“▲”用于各参数值的修改和选择。
（5）减键“▼”用于各参数值的修改和功能参数分类的选择进入。
（6）操作流程图中“▼/▲”表示用增加键或减小键修改参数。
（7）配用的热电阻为Cu50，智能温度变送器内的代码符号为C.U。
测量范围：
-50.0~150.0℃
参数设置操作：
首先将配用的传感器设置为CU50热电阻，再设置量程。
2．基本误差校验（参见表5）
测量范围：
0～100℃。
表5基本误差校验记录表
输入（Ω）
50.00
55.36
60.70
66.05
71.40
输出
C°
标准
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
实测
最大引用误差
%
标准
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
实测
最大引用误差
V
标准
4.0
8.0
12.0
16.0
20.0
实测
最大引用误差
最大引用误差
3.两线制与三线制接法比较
分别采用两线制和三线制接法进行测量，并确定两者的差异。
表8两线制与三线制比较实验记录表
电阻设定值：
Ω对应温度：
导线电阻Ω
显示温度℃
两线制时
三线制时
两种接法温差℃
四、数据处理
1．对于2项实验，按1级表计算，看各项误差是否符合要求。
2．按理论值计算两线制与三线制接法在本实验中产生的温度误差，并与实验结果进行比较。
五、思考题
1．为什么三线制接法可以消除导线电阻的影响？
2．变送器输出信号与被测温度之间的关系是什么？
若变送器的测量范围为50～150℃，那么当输出信号为10mA时，其对应的温度应是多少度？
实验四智能差压变送器实验
一、实验目的
1．进一步掌握智能差压变送器的构成及特点；
2．了解智能差压变送器与力矩平衡式差压变送器的区别；
3．掌握智能差压变送器的调校及使用方法。
二、实验设备与接线
（一）实验设备
1．智能差压变送器1台
2．直流稳压电源（或配电器）1台
3．压力校验仪、气源1套
4．万用表1块
5．附件1套
（二）接线
本变送器采用两线制接线，接线如图2所示。
图4实验五接线图
（三）SITRANSP型智能差压变送器使用说明（参见表11）
表11SITRANSP型智能差压变送器使用说明
项目
键
显示说明
M
↑
↓
↑⊕↓
测量值
输出电流（mA或%）；输入差压（工程单位）
错误显示
变送器出故障时，显示Error。
起始点
2
增
减
设置到4mA
2）
输出电流
满度
3
增
减
设置到20mA
2）
输出电流
电阻尼
4
增
减
阻尼时间常数（0.1—100.0S）
起始点
（盲校）
5
增
减
设置
起始点
按工程单位设置起始点
满度
（盲校）
6
增
减
设置
满度
按工程单位设置满度
校正零点
（盲校）
7
执行
正、负压室压力补偿（起始点不变）
回路检测
8
增
减
初始化
固定输出电流：
3.6;4.0;12.0;20.0;22.8mA。
用M键结束
故障状态输出电流
9
交替选择
选择故障时的输出电流为3.6mA或22.8mA。
禁止功能
调用
10
四种选择
*0=不加锁（显示0）；LA=全锁；LO=除零点全锁；LS=除零点及满度全锁
特性
11
三种选择
*Lin=线性；*SrLin=开方（线性切除）；SroFF=开方（零切除）
小信号
切除值
12
增
减
调整范围为流量的5%—15%
测量值显示
13
改变
输入变量为工程单位；输出电流为mA或%
工程单位
14
改变
工程单位：
mmH2o;mmHg;Bar;mBar;Pis;Pa
注：
1）⊕为同时按下。
*为本次实验应选择的功能或特性。
2）同时按下↑和↓键2秒，显示器先显示空白状态，大约2秒后显示当前值
3）如果符号显示在左侧，则表示测量范围超限。
三、实验内容及步骤
1．基本误差校验
变送器测量范围设为0～4000Pa（参见表12）
表12基本误差校验记录表
输入信号（Pa）
0
1000
2000
3000
4000
标准输出电流（mA）
4.0
8.0
12.0
16.0
20.0
实测输出电流（mA）
引用误差（%）
2．零点迁移（线性；迁移量为1000Pa；参见表13）
表13零点迁移实验记录表
输入信号（Pa）
1000
2000
3000
4000
5000
标准输出电流（mA）
4.0
8.0
12.0
16.0
20.0
实测输出电流（mA）
引用误差（%）
四、数据处理
1．确定该表的精度等级；
2．画出输入/输出特性曲线（无迁移和有迁移时的特性曲线画在一起）。
五、思考题
举例说明零点迁移的实际意义。
实验五液位测量实验
一、实验目的
1．进一步理解差压式液位计的测量原理,了解差压式液位计安装使用要求；
2．掌握液位与变送器的输入及输出的关系；
3．掌握迁移量的计算及现场调试方法。
二、实验设备与接线
（一）实验设备
1．液位对象一套
2．智能差压变送器一台
3．玻璃管液位计一个
4．其它辅助装置一套
（二）接线
三、实验内容及步骤
1．系统检查
1）首先打开差压变送器表盖，熟悉仪表各键的位置及功能。
M键为模式设定；↑↓键为数值增加、减小及设置（参见实验二中的SITRANSP智能差压变送器使用说明）。
2）检查整个系统的连接是否正确。
2．校验
1）零点设定
利用M键选择模式14，将单位设定为mmH2O，然后选择模式5，利用↑或↓键将输出调至0mmH2O（对应电流输出为4mA）。
2）满度设定
利用M键选择模式6，利用↑或↓键将输出调至300mmH2O，即本实验中的最高液位（对应电流输出为20mA）。
3）迁移量测试
开启进水阀加水，使水位处于玻璃管液位计的“零点”上，即测量下限。
此时从变送器显示屏上读出的数值即为迁移量。
然后比较一下，看该数值与玻璃管液位计的零点至变送器正压室的中心点的距离是否相符。
4）零点迁移
利用M键选择模式2，同时按下↑和↓键2秒后，变送器显示值为4mA，即确认当前测量值为零点。
再利用M键选择模式5，查看测量下限值。
此时，测量下限值应等于迁移量，即零点已迁移。
５）仪表精度校验
依次将液位设定在各校验点（0mm,75mm,150mm,225mm,300mm）处，分别记录变送器的读数值（见表17）。
然后，根据下式计算各点电流值，并与仪表读数对照。
式中
——对应变送器某输入时的输出电流；
——变送器输出电流变化范围；
——变送器量程；
——变送器输入信号；
——变送器起点输出电流；
表17仪表精度校验记录表
H（△P）
（mm）
引用误差（%）
0
75
150
225
300
四、数据处理
1．按1级表计算，该变送器是否符合要求。
2．若要求测量绝对误差不得超过±1.5mm,问此变送器是否满足要求。
五、思考题
1．此测量系统为什么要进行零点迁移？
2．若不进行零点迁移，测量范围应如何设定？
对测量精度有何影响？
实验六流量测量实验一（孔板）
一、实验目的
1．进一步掌握采用差压法测量流量的基本原理；
2．掌握差压式流量计的流量系数的测定方法，加深对流量基本方程式的理解；
3．了解差压式流量计的使用及安装方法；
4．学习利用单元组合仪表构成流量检测系统，并了解流量测量误差检验方法。
二、实验设备与接线
（一）实验设备
1．流量对象一套
2．节流装置（孔板）一套
3．引压导管、三阀组等一套
4．计量桶一个
5．智能差压变送器一台
6．智能流量积算显示仪一台
7．计时秒表一块
（二）接线
图7实验八接线图
三、实验内容及步骤
1．检查
实验前检查安装情况，对孔板、取压装置、三阀组等各部分的位置及状况都有所了解，并检查各仪表线路的连接情况。
2．系统启动（注意：
启动水泵前应经指导教师检查并同意）
检查无误后，给仪表通电。
开泵前应先关闭三阀组的高、低压侧阀门，并打开平衡阀，以避免水泵启动时变送器单向过载而引起测量误差或仪表损坏。
将计量桶的进水阀和排水阀均打开，然后启动水泵。
待系统稳定后，打开三阀组高、低压侧阀门，再关闭平衡阀，仪表即投入使用。
3．流量系数α的测定
将仪表测量下限（M5）设置为0Pa，测量上限（M6）设置为进水阀全开时最大差压，输出特性（M11）设置为开方，测量值显示（M13）设置为工程单位显示，工程单位（M14）设置为
。
通过调节计量桶进水阀门开度，使指示记录仪指示值为40%左右。
流量稳定后，关闭计量桶排水阀。
待水位升至计量桶计量下限时开始计时，同时注意差压的变化范围。
当水位升至计量桶计量上限时停止计时。
然后，打开排水阀排水。
将此过程中的差压平均值及时间记录在表18中。
保持进水阀开度不变，重复上述实验。
然后，调节进水阀门开度，分别在60%及80%处重复上述过程，并记录差压值及时间等数据（每点数据各测2次，数据记入表18中）。
表18流量系数α测定记录表
计量桶容积：
31.42L变送器测量上限：
Pa
序号
测定点
（%）
差压值△P（Pa）
时间t
（S）
流量
（m3/h）
α
1
α=
∑αi
6
2
3
4
5
6
四、数据处理
1．计算流量系数α
流量方程为：
本实验中d=11mm。
根据上式及实验所测得的数据计算各次实验的流量系数α,然后求其平均值作为实测流量系数。
其中
由计量桶计量的流体总量与时间求取（应注意其单位为m3/h）。
2．计算流量误差
从40%、60%及80%流量下测得的数据中各选一组数据，根据流量基本方程式及所测得的α值，计算出
值（即孔板实测流量）。
将该
与计量罐计量得到的
对比，计算实际相对误差。
计算公式为：
五、流量检测系统的构成
将显示仪表（即智能流量积算显示仪）接入，构成流量检测系统。
由差压送器中读出测量上限值（
），再利用所测得的α值计算出最大流量
，将此值作为智能流量积算显示仪的上限值（即变送器输出信号为5V时对应的流量为
），下限值按0计（即变送器输出信号为1V时对应的流量为0）。
若差压变送器未选择开方功能，则智能流量积算显示仪应选择开方功能。
设定完成后，将仪表恢复到显示状态。
选取40%、60%和80%三个点进行测量，将流量积算显示仪上所显示的流量与计量桶测得的实际流量进行比较，并计算示值误差。
表19流量测量系统实验记录表
检测点（%）
显示流量（m3/h）
实际流量（m3/h）
绝对误差（m3/h）
示值误差（%）
六、思考题
1．如果变送器和积算仪均未设置开方功能，那么对流量测量结果有什么影响？
实验七流量测量实验二（阿纽巴）
一、实验目的
1．掌握阿纽巴流量计的流量与差压之间的关系及流量系数的测定方法；
2．了解阿纽巴流量计的正确安装与使用。
二、实验设备与接线
（一）实验设备
1．流量对象一套
2．节流装置（阿纽巴）一套
3．引压导管、安装阀组等一套
4．计量桶一个
5．智能差压变送器一台
6．智能流量积算显示控制仪一台
7．计时秒表一块
（二）接线
三、实验内容及步骤
1．实验内容
1）测定流量系数（阿纽巴系数）“K”
阿纽巴流量计的实用流量公式与常用的孔板流量计基本相似；
式中：
——体积流量（m3/h）；
——压差（Pa）；
——流体密度（kg/m3）；
——管道内径（cm），本实验装置D=2.5cm；
——阿纽巴系数（无因次量）；
2）用现有的各种仪表组成流量检测系统，进行流量测量。
2．实验步骤
1）检查
实验前检查安装情况，对节流元件、取压装置、三阀组等各部分的位置及状况都有所了解，并检查各仪表线路的连接情况。
2）系统启动（注意：
启动水泵前应经指导教师检查并同意）
检查无误后，给仪表通电。
开泵前应先关闭三阀组的高、低压侧阀门，并打开平衡阀，以避免水泵启动时变送器单向过载而引起测量误差或仪表损坏。
将计量桶的进水阀和排水阀均打开，然后启动水泵。
待系统稳定后，打开三阀组高、低压侧阀门，再关闭平衡阀，仪表即投入使用。
3）流量系数K的测定
将仪表测量下限（M5）设置为0Pa，测量上限（M6）设置为进水阀全开时最大差压，输出特性（M11）设置为开方，测量值显示（M13）设置为工程单位，工程单位（M14）设置为
。
通过调节计量桶进水阀门开度，使指示记录仪指示值为40%左右。
流量稳定后，关闭计量桶排水阀。
待水位升至计量桶计量下限时开始计时，同时注意差压的变化范围。
当水位升至计量桶计量上限时停止计时。
然后，打开排水阀排水。
将此过程中的差压平均值及时间记录在表20中。
保持进水阀开度不变，从复上述实验。
然后，调节进水阀门开度，分别在60%及80%处重复上述过程，并记录差压值及时间等数据（每点数据各测2次，数据记入表20中）。
四、数据处理
1．计算阿纽巴系数K；
2．流量误差计算
从40%、60%及80%流量下测得的数据中各选一组数据，根据流量基本方程式及所测得的K值，计算出
值（即阿纽巴实测流量）。
将该
与计量罐计量得到的
对比，计算实际相对误差。
计算公式为：
表20流量系数（阿纽巴系数）“K”测定记录表
计量桶容积：
18.85L变送器测量上限：
Pa
序号
测定点
（%）
差压值△P
（pa）
时间
t（s）
流量
（m3/h）
Ki
K
1
K=
∑Ki
6
2
3
4
5
6
五、流量检测系统构成
将显示仪表（即智能流量积算显示仪）接入，构成流量检测系统。
然后进行功能设定。
选择输入信号制式为1～5V。
（若差压变送器未选择开方功能，则智能流量积算显示仪应选择开方功能）
由差压变送器中读出测量上限值（
），再利用所测得的K值计算出最大流量
，将此值作为智能流量积算显示仪的上限值（即变送器输出信号为5V时对应的流量为
），下限值按0计（即变送器输出信号为1V时对应的流量为0）。
然后，将仪表恢复到显示状态。
选取40%、60%和80%三个点进行测量，将流量积算显示仪上所显示的流量与计量桶测得的实际流量进行比较并计算示值误差。
表21流量测量系统实验记录表
检测点（%）
显示流量（m3/h）
实际流量（m3/h）
绝对误差（m3/h）
示值误差（%）
六、思考题
1．如果变送器和积算仪均未设置开方功能，那么对流量测量结果有什么影响？
升级会员 