自动检测技术 实验讲义

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1、自动检测技术实验指导书一、热电偶动态特性的测定及校正1．实验目的1.1学习用实验方法测定热电偶的动态特性并确定热电偶的时间常数；1.2了解热电偶特性对动态测温的影响；1.3掌握提高热电偶动态测温精度的方法。2．实验内容2.1用管式电炉控温系统和函数记录仪测取镍铬—镍硅热点偶（分度号K）的特性；2.2确定所测定热电偶的时间常数；2.3将热电偶与模拟校正装置串接，根据所测热电偶的时间常数适当选定校正装置的参数，测定该测温系统的动态特性。3．原理：从理论分析和实验得知，热电偶具有一阶非周期环节特性其传递函数为：（1）其中T为热电偶的时间常数，取决于热电偶的材料、结构、测温介质、性质

2、及工况。由自控原理可知，要提高热电偶的动态精度，应提高其反应速度，采用串联超前校正装置，令超前校正装置的传递函数为：（2）其中K为校正环节放大倍数串接校正装置后整个测温系统的传递函数为：（3）与未经校正的热电偶测温系统相比，校正后的时间常数T‘比T缩小了K倍。4．超前校正装置的实现模拟校正装置线路如图1所示：图1校正电路——热电偶时间常数——放大器放大倍数——系统时间常数5．实验设备5.1管式电炉；5.2镍铬—镍硅热点偶（分度号K）两支；5.3温度变送器4~20mA输出；5.4自制模拟校正装置；5.5函数记录仪一台。6．实验步骤6.1测试热电偶的时间常数(1)按图2连接测温系

3、统各环节；管式电炉温度变送器X-Y函数记录仪温度调节环节热电偶1热电偶2图2测温系统(2)热电偶1、温度调节器，将管式电炉炉温控制在300℃；(3)调整函数记录仪：选择适当量程和走纸速度并做好记录；(4)经老师检查无误后开启所有仪器的电源开关；(5)炉温达到300℃左右时，首先开启记录仪，然后迅速地将待测热电偶插入炉中，从记录仪得到一条飞升曲线如图3；图3时间常数获取(6)待记录仪记录完毕（稳态）后，取出热电偶自然冷却到室温；(2)重复（5）、（6）步骤得出三条飞升曲线；(3)求取热电偶时间常数的平均值。次y(∞)0.632y(∞)T(秒)1236.2热电偶动态校正(1)将模

4、拟校正装置串联到系统中如图4所示：校正装置X-Y函数记录仪温度变送器热电偶2管式电炉热电偶1温度调节器图4加入校正后的测温系统(2)设定R3=20K、30K、50K改变放大倍数，重复步骤1中(5)(6),得出三条不同R3值的三条飞升曲线；图5不同K值热电偶响应曲线(3)求取校正后的时间常数(4)比较校正前、后所得结果，作出分析。6.3思考题(1)在不同温度下测取热电偶的动态特性曲线，求得的时间常数是否一样？为什么？(2)测取热电偶的时间常数时，不进行冷端补偿会有什么影响？为什么？5．实验要求实验前预习实验指导书，实验后写实验报告并回答思考题：7.1简述实验目的、内容、设备；7

5、.2简述实验原理线路及步骤；7.3实验数据处理并分析；7.4回答思考题二、金属管浮子流量计性能测试和检定实验本实验在静态称重法—标准表法实验装置上完成对金属管浮子流量计的性能测试和检定工作，需要结合运用所学流体力学、检测技术、误差理论、数据处理等方面的知识，提高实验者理论联系实际和实际动手的能力。1．实验目的：1.1熟悉静态称重法—标准表法流量实验装置；1.2熟悉金属管浮子流量计的工作原理；1.3会使用标准表法对金属管浮子流量计进行性能测试和检定；1.4掌握三次曲线拟合的原理及在浮子流量计非线性特性处理上的应用；1.5会进行误差计算；1.6会利用流体力学原理指导实验。2．实验

6、所用设备：称重法—标准表法流量实验装置称重法—标准表法流量实验装置是最常用的液体流量实验装置，常用于流量仪表的科学研究和产品出厂检定。流量实验室备有实验介质为水、柴油的称重法—标准表法实验装置，本实验在水流量实验装置上进行。实验系统示意图如下：计算机电子称被检表标准表高位水塔图1系统示意图高位水塔起稳定水头作用，使整个试验过程中流量稳定。标准表和被检表串联在实验管路中，根据流体流动连续性原理，在定常流动下，它们流过的流量是相等的。用标准砝码调校电子秤可使其精度比标准表精度高出三倍，用称重法检定标准表，然后再用标准表检定被校表。用称重法检定仪表朔源性好，但工作效率低，故平时实验

7、一般用标准表进行，并定期对标准表进行检定。本实验也使用标准表法进行，但要求实验者熟悉称重法实验过程。实验装置结构图如下：1，过滤罐2，标准表组3，球阀组4，平衡罐5，进水总阀6，排污阀7，被检表J8，水平卡表器9，电子秤10，放水阀11，称量罐12，换向器材13，喷嘴14，竖直卡表器15，浮子流量计16，上下支撑板17，调节阀组图2标准表法—称重法液体流量标准装置工作过程：首先用水泵将水池中的水打入水塔，在整个实验过程中使水塔处于溢流状态，以保证系统的压头不变。待水流稳定后，打开截止阀，水通过标准表、上