《传感器》综合实验指导书.docx

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《传感器》综合实验指导书

《传感器技术》

综合实验指导书

茂名学院自动化教研室

实验一热电偶的校验

一、实验目的

1．学习使用并掌握精密型电子电位差计。

2．掌握热电偶的校验方法。

3．掌握确定仪表精度的方法。

二、实验项目

1．识别热电偶的种类及电极方向。

2．热电偶进行校验

三、实验设备与仪器

1．温度控制系统　　　　　　　　　1套

2．精密电位差计　　　　　　　　　1套

3．铂铑－铂热电偶及补偿导线　　　1套

4．镍铬－镍硅热电偶及补偿导线　　1套

四、实验原理

实验装置连接如图１-1所示。

图１-1热电偶校验装置连接图

利用温度控制系统产生响应温度，通过精密电位差计检测标准热电偶和被校热电偶所产生的电势信号，将对应数据进行记录，对记录数据计算分析，完成热电偶的校验。

五、注意事项

1．温度控制系统产生各点温度需一定时间，温度恒定后才可进行实验。

2．标准电池有一定安装位置，不可随意倒置，否则电池会毁坏。

3．完成实验后要断开电源。

避免电池耗尽。

六、实验说明及操作步骤

1．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。

2．实验步骤

（１）熟悉装置，了解装置及压力表结构及各部分作用。

（２）用经验方法识别热电偶：

根据热电偶材料的颜色、粗细、硬度等物理特征，识别热电偶的种类及热电偶的正负电极。

（３）按连线图正确接线。

（４）根据需要，通过温度控制系统的控制器设定温度。

（５）精密电位差计调整。

（６）温度控制系统温度稳定后检测热电偶电势。

根据被校热电偶的检测范围分３～４点。

（７）数据记录及处理

　　　记录各校验点对应数据，按要求进行计算。

数据记录

第一点

第二点

第三点

标准热电偶（型）

E（t,t0）（mv）

E（t,t0）（mv）

E（t,t0）（mv）

E（t0,0）（mv）

E（t0,0）（mv）

E（t0,0）（mv）

E（t,0）（mv）

E（t,0）（mv）

E（t,0）（mv）

温度t（℃）

温度t（℃）

温度t（℃）

被校热电偶（型）

E（t,t0）（mv）

E（t,t0）（mv）

E（t,t0）（mv）

E（t0,0）（mv）

E（t0,0）（mv）

E（t0,0）（mv）

E（t,0）（mv）

E（t,0）（mv）

E（t,0）（mv）

温度t（℃）

温度t（℃）

温度t（℃）

数据处理

绝对误差

基本误差（按量程1200℃计算）（﹪）

（按量程1200℃计算）

七、实验报告

1.不能打印。

2.用A4统一规格纸张进行。

3.要求有实验题目、实验目的、实验项目、实验设备、实验原理、实验步骤，实验数据记录。

4.计算各误差，完成思考题。

八、思考题

1．为何使用补偿导线？

2．精密直流电位差计中粗、细和短三个按键的作用是什么？

3．检流计有什么作用？

实验二压力表的校验

一、实验目的

1．熟悉弹簧管压力表的结构及工作原理。

2．了解并掌握活塞式压力计的正确使用。

3．掌握确定仪表精度的方法。

二、实验项目

1．通过实物掌握弹簧管压力表的具体结构及其组成。

2．实际操作，掌握活塞式压力计的使用方法。

3．利用活塞式压力计对弹簧管压力表进行校验。

三、实验设备与仪器

1．活塞式压力计　　1台

2．弹簧管压力表1台

3．起针器　　1个

4．小螺丝刀　1把

四、实验原理

实验装置连接如图２-1所示。

图２-1压力表校验装置连接图

活塞式压力计作为压力发生器，同时利用其砝码标示作为标准压力（也可安装标准压力表进行显示）。

通过活塞式压力计逐点给被校压力表提供压力，将对应点进行记录，对记录数据计算分析，完成压力表的校验。

五、注意事项

1．下行校验时应先降压，后减砝码，以避免油喷出来。

2．加砝码时必须先用手托住砝码底盘，后将砝码轻轻放好，不可撞击砝码和底盘。

以免损坏活塞。

3．活塞式压力计上的各阀均为针形阀，关闭时不宜用力过度，以免损坏阀门。

4．活塞式压力计应处于水平位置，不可随意移动。

六、实验说明及操作步骤

1．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。

2．实验步骤

（１）熟悉装置，了解装置及压力表结构及各部分作用。

（２）零点调整：

当被校压力表未输入压力（压力为零）时，其指针应处于零点刻度线。

否则用取针器将指针轻轻取下，重新固定零点位置。

（３）拧开进油阀，关闭安装压力表切断阀，逆时针转动摇把，将传递油抽到压力泵内，关闭进油阀，并打开装有压力表的切断阀。

（４）根据被校压力表量程，确定校验点（全量程内均匀取４～６点）。

（５）正行程校验：

根据确定校验点压力值，确定砝码重量并放入砝码。

顺时针转动摇把，至使砝码底盘升离活塞大约一厘米，然后轻轻旋转砝码。

便可进行数据记录。

依法从小到大完成各校验点实验及数据记录。

（６）反行程校验：

正行程校验至刻度上限，并保持１分钟进行耐压检定后，由大到小按（５）过程校验各确定点并数据记录。

（７）误差计算公式

绝对误差＝　被校表示值－标准表示值

　　　　　　　　　　最大绝对误差

相对百分误差＝　———————————　×１００％

　　　　　　　　　　　　量程

　　　　　（上行绝对误差－下行绝对误差）max

变差＝　————————————————————　×１００％

　　　　　　　　　　　量程

3．数据记录及处理

按下表进行数据记录，并计算进行数据分析。

数据记录

标准压力（MPa）

0%

20%

40%

60%

80%

100%

上行程输出压力（MPa）

下行程输出压力（MPa）

数据处理

上行绝对误差（MPa）

下行绝对误差（MPa）

绝对变差（MPa）

基本误差（﹪）

变差（﹪）

结论

七、实验报告

1.不能打印。

2.用A4统一规格纸张进行。

3.要求有实验题目、实验目的、实验项目、实验设备、实验原理、实验步骤，实验数据记录。

4.计算各误差、确定仪器的精度等级，并判断所校验的仪器是否合格，要有结论，完成思考题。

八、思考题

1．压力表所测压力是什么压力？

环境大气压对压力表检测是否有影响？

为什么？

2．弹簧管压力表存在变差的原因？

3．活塞式压力计为何要求水平安置？

实验三流量检测仪表的校验

一、实验目的

1．熟悉流量仪表的种类、型号、结构、原理及特点。

2．熟悉流量检测装置的结构及使用要求。

3．掌握流量仪表的校验方法。

二、实验项目

1．通过实物了解各类流量仪表的组成、特点、安装、使用要求等相关内容。

2．利用流量检测装置对流量仪表进行校验。

三、实验设备与仪器

１．流量管道　　　　　　　1套

２．涡轮流量计　　　　1台

３．涡街流量计　　　　1台

４．差压流量计　　　　1台

５．转子流量计　　　　1台

６．仪表工具　　　　　　　　　　1套

７．秒表、温度计　　　　　　　各1只

四、实验原理

实验装置连接如图３－１所示。

图3-1流量校验装置连接图

流量检测装置产生对应流量，采用比较的方法，用标准流量计对被校流量仪表进行校验，将对应点数据进行记录，对记录数据计算分析，完成流量仪表的校验。

五、注意事项

1．转子流量计使用中，阀门开关操作应缓慢进行，以免流速变化过快损坏转子与锥形管。

2．关闭管道流量前，先通过流量控制阀切断转子流量计流量通道。

切断潜水泵电源，打开流量控制阀，让水倒流。

六、实验说明及操作步骤

1．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。

2．实验步骤

（１）熟悉装置流程及相应流量仪表，了解各环节组成及安装。

（２）检查水箱水位，保持大约２／３高度。

（３）检查电磁流量计单位，应与被校仪表一致。

（４）在流量控制阀切断，其他阀全开情况下接通潜水泵电源，开启流量装置。

（５）根据转子流量计量程确定校验点。

（６）先缓慢开启流量控制阀，关小旁路阀，使转子稳定在微小流量位置。

（７）正行程校验：

调整流量控制阀，从小到大对各校验点进行测试。

（８）反行程校验：

调整流量控制阀，从大到小对各校验点进行测试。

（９）数据记录及处理

　按下表进行数据记录，并计算进行数据分析。

数据记录

标准流量（）

（电磁流量计）

0%

20%

40%

60%

80%

100%

上行程流量（）

下行程流量（）

数据处理

上行绝对误差（）

下行绝对误差（）

绝对变差（）

基本误差（﹪）

变差（﹪）

结论

七、实验报告

1.不能打印。

2.用A4统一规格纸张进行。

3.要求有实验题目、实验目的、实验项目、实验设备、实验原理、实验步骤，实验数据记录。

4.计算各误差、确定仪器的精度等级，并判断所校验的仪器是否合格，要有结论，完成思考题。

八、思考题

1．流量控制阀作用是什么？

为何潜水泵电源接通与切断前要先关闭流量控制阀？

2．转子流量计安装有什么基本要求？

实验四数字温度显示的校验

一、实验目的

1．了解数字仪表使用调整方法。

2．掌握数字仪表技术性能指标的检测方法。

二、实验项目

1．零点与满刻度调整。

2．示值校验。

3．分辨力测试。

三、实验设备与仪器

1．数字温度仪表　　1台

2．标准电位差计1台

3．万用表　　1块

4．小螺丝刀　1把

四、实验原理

实验装置连接因仪表匹配检测元件有所不同，下面分别是配热电偶数字显示仪的校验图（如图4-1所示）和配热电阻数字显示仪的校验图（如图4-2所示）。

五、注意事项

1．电源连接线线头不宜过长，以免短路或造成机壳带电。

2．仪表接通电源后，不能将机芯抽出，以免造成人体带电。

3．当零点与量程调整位置设在仪表背面时，尽可能二人合作完成。

六、实验说明及操作步骤

1．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。

2．实验步骤

（１）熟悉仪表，了解仪表结构、作用以及相关性能指标，

（２）根据仪表类型正确接线。

（３）在仪表通电预热30分钟后，输入零点对应电量值，调整调零装置使仪表显示为000。

（４）输入满刻度对应电量值，调整量程装置使仪表显示为满刻度值。

（５）复查零点和量程，可能需要按上面方法多次反复，至二项指标均合适。

（６）按量程取0%、20%、40%、60%、80%、100%作为校验点。

从小到大输入相应电量信号，取显示作为数据，实现正行程校验。

从大到小输入相应电量信号，取显示作为数据，实现反行程校验。

（7）数据记录及处理

3．数据记录及处理

按下表进行数据记录，并计算进行数据分析。

数据记录

标准温度（℃）

0%

20%

40%

60%

80%

100%

上行程温度显示（℃）

下行程温度显示（℃）

数据处理

上行绝对误差（℃）

下行绝对误差（℃）

绝对变差（℃）

基本误差（﹪）

变差（﹪）

结论

七、实验报告

1.不能打印。

2.用A4统一规格纸张进行。

3.要求有实验题目、实验目的、实验项目、实验设备、实验原理、实验步骤，实验数据记录。

4.计算各误差、确定仪器的精度等级，并判断所校验的仪器是否合格，要有结论，完成思考题。

八、思考题

1．说明所用数字仪表由那些部分组成，各部分作用。

2．为何因检测元件不同，其校验接线不一样

实验五检测技术设计与实践

一、实验题目：

《标准节流装置的设计与实验》

二、实验目的：

1、熟悉标准节流装置设计需求及设计过程。

2、掌握流量检测的常用方法。

3、培养学生对检测系统的综合应用能力。

4、通过理论联系实际，加强对学生实践动手能力和开发创新能力的培养。

三、实验任务：

根据实验室现有实际管道进行相关数据采集，完成标准节流装置的设计计算，并实现流量检测的过程。

四、实验地点：

自动化实验室

五、实验时间及内容安排：

1、任务布置：

.下达实验任务。

说明设计要求及过程。

时间：

1学时

2、学生自主安排、独立完成：

进行数据采集。

进行设计计算。

流量检测校验、总结。

六、实习报告内容：

（注：

统一用A4规格纸书写）

1实验题目

2实验目的

3实验任务

4实验测试数据

5简单设计过程

6实验总结。

说明：

每人的所有实验报告装订成一本，统一格式（如下）打印封面。

（打印时请删除本说明）

《传感器原理及应用》

综合实验报告

班级自动化09-班_

姓名____________

学号____________

成绩____________