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检测技术及仪表实验大连理工大学自动化技术实验室2015年9月实验注意事项实验课是理论联系实际的重要教学环节。其目的是巩固和加深学生所学的理论知识，培养学生具有一定的实验技能，并能较熟练地使用常用仪器、仪表等。因此进入实验室做实验的学生，应做到以下几点：1．明确实验课的目的，认真地做好每一个实验。2．课前应按预习要求做好预习。上课之前，要明确本次实验的目的、原理、内容、实验方法、步骤及实验所用仪器、仪表等，做到心中有数。3．进入实验室后，应遵守“实验室管理规则”，自觉维护实验室秩序，保持实验室卫生。做实验时，不要大声喧哗和打闹。不经允许，不准擅自调换实验组和仪器。4．学生做实验时，应先按要求自行接好实验线路，并将所用仪器仪表上的旋钮和开关置于正确的初始位置。经指导老师检查允许后，方可接通电源。5．每个学生都应按讲义中规定的内容和步骤进行实验，除因特殊情况，均应独立完成全部规定的实验内容，并按讲义要求，如期交出实验报告。对缺课和完不成实验内容者，以实验不及格处理。6．实验中所用仪器仪表，应注意爱护，并应严格按照操作规程使用。对于违章使用而损坏仪器者，按学校有关规定处理。7．要注意人身安全。不准做违反用电安全规定的举动。应熟悉实验室开关位置，以便一旦发生意外情况时，立即断电。8．做完实验经指导教师审查同意后，方可断开电源，拆除连线，使仪器恢复初始状态。经指导老师同意后，方可离开实验室。目录实验一热电偶特性及校验实验·····································1实验二热电阻特性及校验实验·····································3实验三智能差压（压力）变送器实验····························5实验四液位测量实验·················································8实验五流量测量（孔板）···········································10流量测量（阿纽巴）········································13实验六智能温度变送器实验········································16实验七浮子与磁翻板液位计实验····································18实验八PCI8333板卡数据采集实验·································21实验九传感器综合实验················································391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。可控硅调压器电阻炉控制计算机及接口卡变送器热电偶2表1热电偶校验实验记录表校验点第1点（控温点为100℃时）稳定的炉温第2点（控温点为200℃时）稳定的炉温）℃℃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（控温点为300℃）稳定的炉温第4点（控温点为400℃）稳定的炉温℃℃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自制热电偶冰桶法测室温实验记录表室温（温度计）：℃对应热电势：mV次数对应的热电势mV实测温度℃平均温度℃自制热电偶123四、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？3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；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4.被校热电阻Pt100一支三、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．校验分别测出水温为30℃、40℃，50℃，55℃时的热电阻的阻值，每个点测两次，并记录在表3中表1热电阻校验实验记录表注：铜电阻（Cu50）在各温度点的标准电阻值请查分度表。被校热电阻：分度号：Cu50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：4表2热电阻校验实验记录表注：铂电阻（Pt100）在各温度点的标准电阻值请查分度表。3．上述实验结束后，用自制热电偶测量当前恒温槽水温表3自制热电偶测恒温槽水温实验记录表室温：℃（玻璃管温度计测得）对应热电势：mV（查表）热电势mV总电势自制热电偶所测温度℃实际温度℃冰桶恒温槽四、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、思考题为什么本实验中校验仪校验热电阻时接通时间不能太长？被校热电阻：分度号：Pt100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：5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+-+气压信号源变送器通大气配电器4—20mA24VDC+-+-+-ABmA+--配电器输出压力校验仪6（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4mA2)输出电流满度3增减设置到20mA2)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。7三、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)（正行程）01000200030004000标准输出电流（mA）4.08.012.016.020.0实测输出电流（mA）引用相对误差(%)输入信号(Pa)（反行程）40003000200010000标准输出电流（mA）20.016.012.08.04.0实测输出电流（mA）引用相对误差(%)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)（正行程）10002000300040005000标准输出电流（mA）4.08.012.016.020.0实测输出电流（mA）引用相对误差(%)输入信号(Pa)（反行程）50004000300020001000标准输出电流（mA）20.016.012.08.04.0实测输出电流（mA）引用相对误差(%)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。8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,