化工仪表实验指导书3[1].0

化工仪表及自动化实验指导书合肥工业大学化学工程学院二ΟΟ六年七月目录目录...............................................................................................................................................2前言...............................................................................................................................................1实验一热电偶的焊接与校验.......................................................................................................1实验二压力表、流量计的校验...................................................................................................3实验三电子自动平衡电桥及动圈表的使用和校验...................................................................6实验四电子电位差计及数字显示表的使用和校验...................................................................9实验五DBW温度变送器的校验..................................................................................................13实验六电动调节器性能试验.....................................................................................................15实验七A3000过程控制系统综合实验.....................................................................................21附表一镍铬—镍铝，镍铬—镍硅K(EU—2)温度—毫伏表..................................................28附表二镍铬—考铜EA—2温度毫伏对照表...............................................................................29附表三铂铑-铂LB—3温度—毫伏对照表.................................................................................30附表四铂电阻温度与电阻值换算表...........................................................................................31附表五铂电阻温度与电阻值换算表...........................................................................................32附表六铜热电阻温度与电阻值换算表.......................................................................................33附录七铂热电阻温度与电阻值换算表.......................................................................................34附录八铜热电阻温度与电阻值换算表.......................................................................................35附录九铜热电阻温度与电阻值换算表.......................................................................................36前言本《实验指导书》与厉玉鸣主编的《化工仪表及自动化（第三版）》配套使用，全书共分为两大部分，实验一～六属于验证型实验部分，即现场仪表的使用和校验方法，其中实验一、二涉及到了温度、压力、流量等化工基本参量的测量与校验方法，实验三、四、五涉及到了显示和变送仪表的使用方法和精度校验，实验六则是控制仪表性能参数的测定；实验七则属于综合型实验部分，即自动控制系统的使用和整定方法，要求学生在熟悉A3000过程控制系统的基本使用方法的基础上，有选择地进行温度、压力、液位和流量等化工参数的测量和控制。各个实验均分作“实验目的和要求”、“工作原理”、“实验仪器及设备”、“实验内容”和“实验报告内容”等五个单元，本书末尾附有常用的分度号对照表。本书是在现行实验讲义的基础上改编形成的，由合肥工业大学杨则恒副教授主编，并编写其中的实验五、六、七，参加编写的有路绪旺（实验二、三）、吕建平（实验一）、王莉（实验四），全书由路绪旺统稿。本书在改编过程中得到化工技术中心各位教师的大力支持，在此谨致谢意！成书匆忙，疏漏之处在所难免，恳请大家包涵指正。编者2006．7—1—实验一热电偶的焊接与校验一、实验目的和要求1、掌握热电偶的焊接和校验方法。2、了解热电偶冷端温度补偿的重要性。二、工作原理阅读教材有关部分。三、实验仪器及设备参见各分实验的实验装置图。四、实验内容（一）热电偶的焊接焊接热电偶的方法很多，本实验只介绍目前常用的一种方法——炭精粒焊接法，炭精粒焊接热电偶设备接线原理，如下图所示：1—自耦调压器0~250V；2—炭精粒；3—待焊接热电偶；4—石墨坩埚；5—电压表；6—导电固定端按图所示接线后，将待焊接热电偶一端插入炭精粒中，调好适当电压，直至热电偶焊接成球状为止。使用中应注意用电安全和负载防护设备。（二）热电偶的校验1、热电偶校验装置电路连接，如图所示：电子电位差计温度指示/调节仪电热炉2、热电偶的校验方法（采用常用的比较法）：—2—（1）将被校热电偶与标准热电偶的热端摆齐捆扎好，放入管式电炉的温区（中间部分）。电炉两端的炉口用烧过的石棉堵塞好，以减少空气对流，如有条件，将一镍块置于热电偶热端下面，以使被校与标准电偶的热端温度更加一致。（2）被校热电偶与标准热电偶的冷端用补偿导线连接，补偿导线的另一端与接至切换开关的导线相连接，并置入保温瓶的冰水混合液中，标准与被校热电偶经切换开关控制后接至电位差计。（3）管式电炉用自藕调压器控制升温的快慢，并从动圈式温度指示仪大致了解炉温，当炉内温度升到预测的温度时，最好能使炉温在5分钟内变化不超过2℃，以保证测量时有较高的准确度。（4）对于铂铑-铂热电偶，一般从800℃开始校验，而对于普通金属热电偶从300℃开始校验，每隔100±5℃读数，每次读数最好能反复4次以上，并以平均值为准，本实验要求不少于4个检测点（如室温、100℃、200℃、300℃等）。（5）读数时，将电位差计切换开关打到标准热电偶，读完数据后，立即打到被校热电偶，每次读数时要迅速准确。校验数据记录：标准热电偶分度号：被校热电偶分度号：参考炉温标准热电偶读数（mV）对应的炉温（℃）被校热电偶读数（mV）（6）观察热电偶的冷端温度变化对测量的影响（选做）：在热电偶热端处于任意恒定温度时，先从电位差计上读取热电势值，然后将电偶冷端从广口保温瓶取出，使之感受室温数分钟后，在从电位差计上读取热电偶电势值，并与冷端为0℃时电势值相比较。参考炉温冷端为0℃电势值冷端为室温电势值（℃）（mV）（mV）五、实验报告内容1、根据校验数据记录，以标准热电偶测出校验点炉温（℃）为图表的纵坐标，以被校电偶电势值（mV）为图表的横坐标，画出被校热电偶的E-t关系曲线，供实际使用。2、验证冷端温度变化的误差公式：''0000(,)(,)(,)ABABABEttEttEtt3、对本实验的改进意见—3—实验二压力表、流量计的校验一、实验目的和要求1、了解压力表的结构和校验方法；2、了解活塞式压力表的结构及使用方法；3、了解转子流量计的结构和指示值的修正方法；4、了解钟罩式气体计量器的结构、原理和使用方法。二、工作原理阅读教材有关部分三、实验仪器及设备活塞式压力计1台标准压力表1只被校压力表1只气体计量器1台气体转子流量计1只秒表1只四、实验内容（一）压力表的校验1、用活塞式压力计校验压力表原理，如下图所示。1112123456789101—油杯，2、5、6、7—针形阀，3—标准压力表，4—被校压力表，8—活塞，9—丝杆，10—手轮，11—活塞，12—砝码2、观察拆开的压力表结构，了解调整部件的作用；3、了解活塞式压力计的结构、作用原理及使用方法；4、在油杯中加足油并排尽管道系统中的空气；5、精度和变差的校验：利用压力发生器加压，使被校表指针逐点上升至被校刻度上，读取记录校准表和被校表的示值，直至标尺最大值，然后逐渐降压，使被校表逐点到达被校刻度上，读取记录标准表和被校表示值。校验过程中，应保持被校压力表指针单方向且无跳动的移动。6、校验数据的记录处理被校表型号＿＿＿＿＿＿＿测量范围＿＿＿＿＿＿＿精度等级＿＿＿＿＿＿＿—4—被校表（MPa）标准表（MPa）基本误差变差正行程反行程正行程反行程注：也可采用标准砝码来校验压力表，数据处理方法类似。（二）流量计的校验钟罩式气体计量器是测量气体流量的标准装置，结构如下图所示，气体计量器是以钟罩内容量为标准容量的计量仪器；当钟罩下降时，钟罩内气体经实验管道排出，排往被测仪表，以钟罩内排出的气体容量比较被校仪表的精度。1212345678910111314151617181-钟罩，2-外导轮，3-标尺，4-导柱，5-中心排气管，6-水槽，7-水位器，8-阀门，9-实验管道，10-立柱，11-底座，12-电动机，13-配重砣，14-补偿装置，15-链条，16-压板，17-滑轮，18-被检仪表1、了解转子流量计结构，气体计量器结构和工作原理、使用方法；2、精度和变差校验(1)将水槽注入水，放下钟罩使其浮于水面上，调节阀门8和转子流量计进气阀，使转子逐点上升至被校刻度上，用秒表测定钟罩下降0.1米所需时间，记录转子流量计—5—示值和钟罩下降时间，直至标尺刻度最大值；同法进行反行程测定，用温度计测取室温。(2)计算气体计量器产生的空气流量，即工作状况下空气流量1Q21/QRht式中：R——钟罩内半径，0.25m；h——钟罩下降高度，m；t——钟罩下降h所需时间；然后将Q1换算为工业基准状态下的流量Q0，利用01101010pTQQpT，式中：1Q——工作状态下空气的流量，Hm3/h；1——被测介质在标准状态下的密度，kg/Hm3；0——校验用介质在标准状态下的密度，此处空气为1.293kg/Hm3；1p——被测介质的绝对压力，MPa；0p——工业基准状态下的绝对压力，0.10133MPa；0T——工业基准状态下的绝对温度，K；1T——被测介质的绝对温度，K；注意：若转子流量计刻度单位为l/h，则需将Q0单位转换与之一致。3、校验数据记录处理测量与实验内容计算数据校验点正行程反行程变差Q0δ指Q0δ指五、实验报告内容1、记录实验所用仪器设备的规格型号、实验数据；2、计算被校表基本误差、变差，确定被校表是否符合原精度等级。3、