测控实习报告.docx
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测控实习报告
专业课实验室
测控实习1
——能源动力测试技术实验指导书
重庆大学动力工程学院
二○一七年六月
能源动力测试技术实习要求
实验项目数：
4个适应专业：
热动类课程总学时：
36学时课程总学分：
2学分实验总学时：
8学时实验总学分：
2学分一、实验基础
能源动力测试技术实验是在学生学习和掌握了“传热学”、“工程热力学”、“工程流体力学”、“能源动力测试技术”等技术基础课程及专业技术课程后开设的实验。
实验设有综合型、设计型实验和验证型实验。
二、实验类型
综合型、设计型实验
1、热电偶、测温动圈仪表、电位差计的校验及成套热电偶高温计实验：
本实验要求学生针对不同的被测温度对象，自己选择各种不同型号的热电偶、热电阻、在不同温度范围内进行标定（低温标定、中温标定、高温标定），自主拟订实验方案，选择实验方法，自己搭建实验平台，完成实验全过程。
2、弹簧管压力计校验与动态压力传感器测量压力实验：
本实验要求学生针对不同的被测压力对象，自己选择各种不同型号、不同原理的压力计和压力传感器，自主拟订实验方案，选择实验方法，自己搭建实验平台，完成实验全过程。
3、皮托管、笛型管、测速探针与热线（热膜）风速仪、LDV测速实验：
本实验要求学生针对不同的被测流量（流速）对象，自己选择各种不同型号、不同原理的测量方法（力学测量方法、电学测量方法、光学测量方法），自主拟订实验方案，选择实验方法，自己搭建实验平台，完成实验全过程。
演示型实验
4、流场显示----纹影仪实验：
本实验要求学生运用流场显示仪（纹影仪）来观察透明介质密度和温度分布的状况。
明确光在介质中折射率变化与所研究的气流密度变化的定性关系并能定性分析流场显示得到的图像与温度梯度等的关系。
三、实验要求：
实验教学是整个教学过程的重要环节，和理论教学相辅相成。
重视实验教学，提高实验教学质量，锻炼和培养学生分析问题和解决问题的能力是实验教学的重要任务。
为规范实验教学，严格要求学生，实验课程要求如下：
1、综合型、设计型实验要求学生在做实验一周以前，预习实验指导书，写出实验方案和实验实施步骤。
实验课时交实验指导教师审阅，合乎要求者方可准予实验；
2、要求实验指导教师严格登记参加实验学生名单，在安排的实验课程表时间内不来者视为缺席，给予一次补做机会；
3、凡未完成实验课程者不能取得该课程学分。
实验一热电偶的校验（或分度）
一、实验目的
1、应用比较法（即比较标准热电偶与被校热电偶在校验点温度下的指标值）。
以实验确定在一定的测量范围内，由于热电性质的非标准性，可能产生的误差。
并根据工业热电偶的允许误差范围判断被校热电偶是否合格。
2、通过实验，掌握热电偶校验（或分度）的方法。
3、观察工业用热电偶的结构，获得有关热电偶结构的实际知识。
4、熟练地动手焊接热电偶和使用手动电位差计。
二、实验说明
1、用比较法校验（或分度）热电偶是以标准热电偶和被校热电偶热电偶测量同一稳定对象来进行的；所用热电偶为E型热电偶。
该热电偶是一种廉金属的热电偶，正极（EP）为：
镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为：
55%的铜，45%的镍以及少量的锰，钴，铁等元素。
该热电偶的使用温度为-200~900℃（分度表见附件）。
本实验装置的高保温专用管式电炉，采用电子电压调温，在其炉膛中部均热体可同时插入控温用的工作热电偶、标准电偶和两个被检热电偶，可供作热电偶≤600℃低温区检定使用，装置的调节检控仪表箱配有E分度XCT-101或XMT-101温度指示调节仪表，可在恒定温区直接显示管炉内温度场的温度数值：
控制点设置在≤600℃，管式炉上极限温度恒定断电保护。
本装置配有大功率双向可控硅器件组装的交流调压器一套，调压连续稳定，调压范围为0～100V，电流最大输出小于6A。
3、用比较法校验时必须保证两只热电偶的工作端温度始终一致。
为此要把热电偶的保护管卸去，用镍铬丝将被校热电偶热端和标准热电偶套有石英套管的热端绑扎在一起，插到管式炉内的恒温区中。
也可把两热电偶的热端放在金属镍中，再把镍块放于炉子的恒温区内（约管式电阻炉的2/3深处）。
管式电阻炉外壳注意保温。
三、实验步骤
1、安装使用前应首先检查实验室供电插座的电源极性与本装置调节检控仪表箱的电源输入插头的极性是否相符。
正确的接法是：
插头红色线接电源相线；绿色线接中性线；黑色线接地保护。
不得接错。
2、将调节检控仪表箱的负载引出线与电炉相接，红色、绿色线接负载，黑色线接壳体，作接地保护。
[注意]负载线严禁短路。
3、将温度调节仪表用的工作热电偶插入管式炉内（均热体应在炉膛中心位置）的一侧，标准热电偶和被检测热电偶（1或2个）插入均热体的另一侧，并将这些热电偶连接好，工作热电偶与仪表箱的相应引出线相联接，标准热电偶和被测热电偶接到仪表箱面板上的相应的接线端子上，红色为“+”极，黑色为“-”极。
4、检查仪表箱前面板上各开关的初始状态。
把电源开关扳向下方断电状态，恒温调节器旋钮至左方，温度调节仪表上的检控温度设在300℃。
5、联接并调好电位差计。
6、上述准备工作完成后，即可接通电源，供电进行试验。
1）调节恒温
右旋（恒温调节加热电压调节）钮，给管式炉供电，并在指示仪表上指出。
该旋钮的调压范围为0～220V。
注意：
对炉体的预热升温和初始升温应不超过40V，以利用炉体的使用寿命。
可根据实验要求的恒温温度进行反复调节，直至稳定在需要的温度上。
绝对稳定是不易控制的，可在基本稳定的条件下快速测定。
2）检测
在温度基本稳定的条件下，依次接下转换按钮“检1”和“检2”，并在电位差计上读出相应的热电偶的输出毫伏值。
3）根据要求，调节不同的温度点，重复上述步骤，进行检测。
7、本实验作为教学试验，可以用该设备提供的3个热电偶中选定一个热电偶中选定一个热电偶作为标准，来演示和学习标定检验方法。
实验装置本身提供了电子冷端补偿器，标定和检验时，所有的热电偶可不接冰点冷端。
8、精确标定和检测时，所用的标准热电偶必须经计量部门检验、标定并提供检验证书的热电偶才能作为标准进行比较，和标定被标热电偶。
四、实验结果的整理
1、在实验结束后，必须对实验结果进行分析，舍去那些显然由于不正确测量而得到的结果，然后对每一校验后的读数取算术平均值（注意：
只有在遵守上述读数方法和次序的条件下，才能取算术平均值）。
2、根据标准和被校热电偶在各校验点分别得到的热电势读数的算术平均值，从附录的分度表里查出各自的温度读数，由此求出被校电偶的误差值。
五、实验测试数据
测量仪表
型号：
准确度：
室温：
序号
标准热电偶读数mv
被校热电偶1读数mv
被校热电偶2读数mv
1
1
2
3
平均温度
（℃）
1
2
3
平均温度
（℃）
1
2
3
平均
温度
（℃）
2
3
4
5
6
7
8
9
10
图2、控制器面板
附件镍铬-铜镍（鏮铜）热电偶（E型）温度-微伏对照表
μV
μV
μV
μV
μV
μV
μV
μV
μV
μV
温度
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
59
118
176
235
194
354
413
472
532
10
591
651
711
770
830
890
950
1010
1071
1131
20
1192
1252
1313
1373
1434
1495
1556
1617
1678
1740
30
1801
1862
1924
1986
2047
2109
2171
2233
2295
2357
40
2420
2482
2545
2607
2670
2733
2795
2858
2921
2984
50
3048
3111
3174
3238
3301
3365
3429
3492
3556
3620
60
3658
3749
3813
3877
3942
4006
4071
4136
4200
4265
70
4330
4395
4460
4526
4591
4656
4722
4788
4853
4919
80
4985
5051
5117
5183
5249
5315
5382
5448
5514
5581
90
5648
5714
5781
5848
5915
5982
6049
6117
6184
6251
100
6319
6386
6454
6522
6590
6658
6725
6794
6862
6930
110
6998
7066
7135
7203
7272
7341
7409
7478
7547
7616
120
7658
7754
7823
7892
7962
8031
8101
8170
8240
8309
130
8379
8449
8519
8589
8659
8729
8799
8869
8940
9010
140
9081
9151
9222
9292
9363
9434
9505
9576
9647
9718
150
9789
9860
9931
10003
10074
10145
10217
10288
10360
10432
160
10503
10575
10647
10719
10791
10863
10935
11007
11080
11152
170
11224
11297
11365
11412
11514
11587
11660
11733
11805
11878
180
11951
12024
12097
12170
12243
12317
12390
12463
12537
12610
190
12684
12757
12831
12904
12978
13052
13126
13199
13273
13347
200
13421
13495
13569
13644
13718
13792
13866
13941
14015
14090
210
14164
14239
14313
14388
14463
14537
14612
14687
14762
14837
220
14912
14987
15062
15137
15212
15287
15362
15438
15513
15588
230
15664
15739
15815
15890
15966
16041
16117
16193
16269
16344
240
16420
16496
16572
16648
16724
16800
16876
16952
17028
17104
250
17181
17257
17333
17409
17468
17562
17639
17715
17792
17868
260
17945
18021
18098
18175
18252
18328
18405
18482
18559
18636
270
18713
18790
18867
18944
19021
19098
19175
19252
19330
19407
280
19484
19561
19639
19716
19794
19871
19948
20026
20103
20181
290
20259
20336
20414
20492
20569
20647
20725
20803
20880
20958
300
21036
21114
21192
21270
21348
21426
21504
21582
21660
21739
310
21817
21895
21973
22051
22130
22208
22286
22365
22443
22522
320
22600
22678
22757
22835
22914
22993
23071
23150
23228
23307
330
23386
23464
23543
23622
23701
23780
23858
23937
24016
24095
340
24174
24253
24332
24411
24490
24569
24648
24727
24806
24885
350
24964
25044
25123
25202
25281
25360
25440
25519
25598
25678
360
25757
25836
25916
25995
26075
26154
26233
26313
26392
26472
370
26552
26631
26711
26790
26870
26950
27029
27109
27189
27268
380
27348
27428
27507
27587
27667
27747
27827
27907
27986
28066
390
28146
28226
28306
28386
28466
28546
28626
28706
28786
28866
400
28946
29026
29106
19186
29266
29346
29427
29507
29587
29667
410
29747
29827
29908
29988
30068
30148
30229
30309
30389
30470
420
30550
30630
30711
30791
30871
30952
31032
31112
31193
31273
430
31354
31434
31515
31595
31676
31756
31837
31917
31998
32078
440
32159
32239
32320
32400
32481
32562
32642
32723
32803
32884
450
32965
33045
33126
33207
33287
33368
33449
33529
33610
33691
460
33772
33852
33933
34014
34095
34175
34256
34337
34418
34498
470
34579
34660
34741
34822
34902
34983
35064
35145
35226
35307
480
35387
35468
35549
35630
35711
35792
35873
35954
36034
36115
490
36196
36277
36358
36439
36520
36601
36682
36763
36843
36924
500
37005
37086
37167
37248
37329
37410
37491
37572
37653
37734
510
37815
37896
37977
38058
38139
38220
38300
38381
38462
38543
520
38624
38705
38786
38867
38948
39029
39110
39191
39272
39353
530
39434
39515
39596
39677
39758
39839
39920
40001
40082
40163
540
40243
40324
40405
40486
40567
40648
40729
40810
40891
40972
550
41053
41134
41215
41296
41377
41457
41538
41619
41700
41781
560
41862
41943
42024
42105
42185
42266
42347
42428
42509
42590
570
42671
42751
42832
42913
42994
43075
43156
43236
43317
43398
580
43479
43560
43640
43721
43802
43883
43963
44044
44125
44206
590
44286
44367
44448
44529
44609
44690
44771
44851
44932
45013
600
45093
45174
45255
45335
45416
45497
45577
45658
45738
45819
实验二弹簧管压力计与压力传感器的校验
一、实验目的
1、通过本实验了解各种测压仪表、压力传感器的结构。
2、通过具体操作学习弹簧管压力计、压力传感器的一般校验方法。
二、实验内容
1、了解各种弹性压力计、压力传感器的结构和使用方法。
2、了解各种弹性元件如膜盒，单圈弹簧管和波纹管等的结构。
3、用活塞式压力计校验压力传感器、弹簧管压力计。
三、实验方法
1、砝码校验法：
活塞式压力计的工作原理：
它由压力发生系统和压力测量系统两部分组成。
压力发生系统包括摇泵1、油杯7，及阀门等部分。
在阀门上装有M20×1.5的螺母，用以连接被校验的压力表（压力传感器）。
压力测量系统包括活塞3，活塞上的托盘4及砝码6等。
这两部分均安装在同一底座上，用导管相连。
底座由三只可调滚花螺钉支撑，底座上面还装有气泡水准器，以观察校验器是否放平。
11
活塞式压力计
1-加压泵；2-活塞缸；3-活塞；4-承重盘；5-加压介质；6-砝盘；
7-油杯；8-被校压力表（压力传感器）；9-表接头；10-手轮；11-切断阀；12-进油阀；工作液体一般为变压器油或篦麻油。
当油注入校验器内，将油杯阀7关紧，顺时针旋转手柄，由于活塞的移动使油产生一定的压力。
当作用在活塞下端的油压与活塞，托盘及砝码的重量相平衡时，活塞就被托起并稳定在一定的位置上。
根据所加砝码与活塞，托盘的重量以及活塞承压的有效面积就可确定被测压力的数值。
被测压力的大小可用下式表示：
P=G1+G2公斤力/厘米2
S
G1—活塞本身重量（公斤）；
G2—砝码重量（公斤）；
S—活塞承压有效面积（厘米2）。
由于S和G1固定不变，所以专用砝码G2就和液压所产生的压力有简单的比例关系。
一般砝码在出厂前已校好，并标有相应压力值，这样在校验时，只要静压平衡，直接读取砝码值即可。
校验方法：
A、调节支撑螺钉，将校验器调至水平。
B、把传压介质（变压器油）灌入油杯；然后排除压力系统内的空气。
方法是：
关闭表油路阀门，打开油杯和活塞阀门，先反时针摇动手柄排气，多次反复进行，直到油杯液面无气泡排出为止。
空气排净的检查方法是：
关闭油杯阀，升起活塞，将活塞下压，如果活塞无明显下降则认为排气干净。
C、装上被校压力表（压力传感器），打开油杯阀，反时针旋转手轮将油吸入气缸内，关闭油杯阀，打开活塞门与被校表油路阀；顺时针摇动手柄加压使活塞升到规定对准的标志上。
D、在砝码盘上加上被校表第一校验点相应砝码后，再旋转手轮加压使活塞升至工作位置。
为了减少活塞内的摩擦阻力，应使活塞盘以不小于30转/分的角速度顺时针旋转。
E、依次增加或减少砝码，检验规定的校验点（对0.5级仪表应在全刻度标尺上均匀分布十点进行校验，对1.0、1.5、2.5级仪表可在五个刻度线上进行校验）。
即在各校验点上记录一个上升值及下降值填入下表内。
求出被校表的基本误差。
F、如果发现被校压力表的基本误差超过允许误差，则根据误差出现情况确定先调整零位还是先调整量程（即灵敏度）。
零位调整方法是，用取针器取出被校压力表指针，再对准零刻度位置轻轻压下指针。
量程调整方法是，用螺丝刀松开扇形齿轮上的量程调节螺钉，改变螺针在滑槽中的位置（应根据量程需要判断螺判断螺钉的移动方向），调好后固紧螺钉，重复上述校验。
调整量程时零位会变化，因此一般量程、零位需反复进行调整，一直到合格为止。
如果被校压力表
（压力传感器）无法调整好，则作不合格处理。
G、校验完毕后，反时针旋
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