【正文】 根據(jù)用戶實(shí)際需要配置不同的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，配置靈活方便[1]。(3)儀表的端子圖及其說(shuō)明 圖31 AI儀表端子圖① 線性電壓量程在1V以下的由118端輸入，0~5V及1~5V的信號(hào)由118端輸入；② 4~20mA 線性電流輸入可用250 歐電阻變?yōu)?~5V電壓信號(hào)，然后從118端輸入；也可在MIO位置安裝I4模塊后， 從14+、15 端輸入或直接從16+、14接二線制變送器；(1) 多路巡檢儀的型號(hào)定義AI706M儀表硬件采用了先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)，共有6個(gè)可安裝模塊的位置，其中MMM3可安裝各種輸入模塊，每個(gè)模塊可支持12路模擬量輸入；ALM、AUX、M3（OUTP）可安裝繼電器模塊做報(bào)警輸出，每個(gè)模塊可安裝單路或雙路繼電器輸出模塊，M2（MIO）在必要時(shí)也可作為報(bào)警輸出，但只能安裝單路繼電器輸出模塊；COMM專用于安裝RS485通訊接口模塊，用于與上位機(jī)通訊。 無(wú)紙記錄儀：用于對(duì)多個(gè)智能儀表的調(diào)節(jié)結(jié)果進(jìn)行顯示。人工智能調(diào)節(jié)器：采用先進(jìn)的AI人工智能調(diào)節(jié)算法，無(wú)超調(diào)，具備自整定（AT）功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)。 圖21 系統(tǒng)控制對(duì)象工藝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：采用智能直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用來(lái)控制水的流量從而達(dá)到對(duì)回路中的液位、壓力、流量、溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。濕度傳感器：對(duì)控制系統(tǒng)中的濕度進(jìn)行檢測(cè)并輸出420mA電流信號(hào)。檢測(cè)裝置壓力變送器：兩個(gè)壓力變送器分別用來(lái)對(duì)由兩路供水系統(tǒng)的液體壓力進(jìn)行檢測(cè)，將液體壓力轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)（4～20mADC）輸出。上、下水箱可以組合成一階、二階單回路液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)液位串級(jí)控制系統(tǒng)等。因此本設(shè)計(jì)采用智能儀表控制的控制方式。綜上所述：通過(guò)對(duì)這三種系統(tǒng)控制方式的比較發(fā)現(xiàn)，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制計(jì)算機(jī)控制由DDC控制單元、計(jì)算機(jī)和MCGS組態(tài)軟件共同實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)主要功能及技術(shù)指標(biāo) 系統(tǒng)主要功能 傳感器測(cè)試（1）溫度傳感器測(cè)試及校驗(yàn)（2）壓力傳感器測(cè)試測(cè)試及校驗(yàn)（3）差壓（液位）測(cè)試及校驗(yàn)（4）流量傳感器測(cè)試（5）濕度傳感器測(cè)試（6）單相電壓傳感器測(cè)試（7）單相電流傳感器測(cè)試（8）功率因數(shù)傳感器測(cè)試 儀表的設(shè)置及測(cè)試（1）人工智能溫度控制器測(cè)試（2）無(wú)紙記錄儀測(cè)試（3）手持式高精度測(cè)溫儀測(cè)試（4）人工智能調(diào)節(jié)器測(cè)試（5）多路顯示報(bào)警儀測(cè)試（6）流量積算儀測(cè)試（7）手操器/飼服放大器測(cè)試 執(zhí)行器測(cè)試（1）變頻器測(cè)試（2）調(diào)節(jié)閥測(cè)試 可構(gòu)建的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)（1）溫度控制系統(tǒng)（2）壓力控制系統(tǒng)（3）差壓（液位）控制系統(tǒng)（4）流量控制系統(tǒng)可構(gòu)建的復(fù)雜控制系統(tǒng)（1）液位串級(jí)控制系統(tǒng)（2）流量串級(jí)控制系統(tǒng) 系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)（1）溫度傳感器，測(cè)溫范圍0200℃（2）壓力傳感器，測(cè)量范圍0～（3）差壓（液位）傳感器，測(cè)量范圍0～10KPa（4）流量傳感器，測(cè)量范圍0～6M3/h（5）濕度傳感器, 測(cè)量范圍0～100%（6）人工智能溫度控制器，測(cè)量精度 ，輸入/輸出 420mA（7）人工智能調(diào)節(jié)器，測(cè)量精度 ，輸入/輸出 420mA（8）多路顯示報(bào)警儀，測(cè)量精度 ，輸入/輸出 420mA（9）流量積算儀，測(cè)量精度 ，輸入/輸出 420mA（10）手操器/飼服放大器，測(cè)量精度 ，輸出420mA、 系統(tǒng)控制方式傳感器測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)控制單元可以采用智能儀表控制、計(jì)算機(jī)控制和PLC控制這三種控制方式?？刂葡到y(tǒng)的智能數(shù)字儀表（無(wú)紙記錄儀、手操器、人工智能調(diào)節(jié)器、多路顯示報(bào)警儀、人工智能溫度控制器、流量積算儀等）在接收到檢測(cè)裝置輸出的信號(hào)時(shí)經(jīng)過(guò)整定、運(yùn)算輸出信號(hào)反饋給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變參數(shù)，達(dá)到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的控制調(diào)節(jié)。 課題設(shè)計(jì)任務(wù)傳感器測(cè)試系統(tǒng)是由檢測(cè)裝置、系統(tǒng)控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和供水系統(tǒng)等組成。關(guān)鍵詞 傳感器 測(cè)試系統(tǒng) 變頻器 智能調(diào)節(jié)器Abstract This paper describes the design of a sensor test system involved in the design of sensors including: temperature sensors, humidity sensors, pressure sensors, pressure sensors, flow sensors. Involved in the instrument hand operation, data logging devices, inverter, AI industrial smart regulator, the AIJ smart regulator and so on implementing agencies inverter and control valve. The design of the sensor test system is designed for electrical specialty (electrical engineering, automation, testing equipment and instruments, etc.) the design of the integrated test device. Complete a typical sensor (temperature, humidity, pressure, flow, level, electrical parameters) testing and validation, and implementation of the controlled object modeling, system design and system stability analysis, system parameter tuning, system performance Index and research projects for future development in the automatic control system design, integration, installation, missioning, operation, Maintenance, repair and so lay a foundation. Can also undergraduate, graduate, professional teachers and researchers engaged in the control experiment, training and scientific research provides an important platform.Keywords Sensor Test System frequency transformer Smart Regulato目錄摘 要 IAbstract II1 緒 論 1 概述 1 課題設(shè)計(jì)任務(wù) 12 總體方案設(shè)計(jì) 2 2 系統(tǒng)主要功能及技術(shù)指標(biāo) 2 系統(tǒng)控制方式 3 系統(tǒng)主要方案 43 系統(tǒng)工作原理 7 7 15 184 傳感器測(cè)試系統(tǒng)可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn) 22 傳感器測(cè)試及校驗(yàn) 22 執(zhí)行器測(cè)試 33 儀表設(shè)置及測(cè)試 38 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 47 復(fù)雜系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn) 525 總結(jié) 54附錄 55致謝 58參考文獻(xiàn) 58571 緒 論 概述傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)控系統(tǒng)的接口位置，一切科學(xué)研究和生產(chǎn)過(guò)程所要獲取的信息都要通過(guò)它轉(zhuǎn)換為容易傳輸和處理的電信號(hào)。本次設(shè)計(jì)的傳感器測(cè)試系統(tǒng)是專門為電氣類專業(yè)（電氣工程、自動(dòng)化、檢測(cè)儀器及儀表等）所設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)裝置。摘 要本文主要介紹一種傳感器測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ，該設(shè)計(jì)中所涉及的傳感器主要包括：溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、流量傳感器等。完成典型傳感器（溫度、濕度、壓力、流量、液位、電參數(shù)）測(cè)試及校驗(yàn)，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的建模、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)的參數(shù)整定、系統(tǒng)的性能指標(biāo)檢定。傳感器測(cè)試系統(tǒng)一般由控制對(duì)象（檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）、控制系統(tǒng)（智能儀表控制、計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件控制、PLC控制等）組成。完成典型傳感器（溫度、濕度、壓力、流量、液位、電參數(shù)）測(cè)試及校驗(yàn)，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的建模、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)的參數(shù)整定、系統(tǒng)的性能指標(biāo)檢定。2 總體方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的傳感器測(cè)試系統(tǒng)是專門為電氣類專業(yè)（電氣工程、自動(dòng)化、檢測(cè)儀器及儀表等）所設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)裝置。該控制系統(tǒng)單元主要作為控制子系統(tǒng)的核心單元?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)、單回路控制實(shí)驗(yàn)、串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)、比值控制實(shí)驗(yàn)、解耦控制實(shí)驗(yàn)和預(yù)估控制實(shí)驗(yàn)等多個(gè)實(shí)驗(yàn)。智能儀表控制可以通過(guò)模塊化結(jié)構(gòu)自由組合構(gòu)成多個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)的參數(shù)整定、系統(tǒng)的性能指標(biāo)檢定。 系統(tǒng)主要方案系統(tǒng)組成本系統(tǒng)裝置對(duì)象主要由一個(gè)不銹鋼儲(chǔ)水箱、雙容水箱、加熱水箱和敷塑不銹鋼管道等組成。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成，能滿足上、下水箱的實(shí)驗(yàn)供水需要。 溫度傳感器：主要用來(lái)檢測(cè)加熱水箱里液體溫度。單相電壓變送器：對(duì)系統(tǒng)中交流電壓進(jìn)行檢測(cè)并輸出電流信號(hào)420mA。變頻器：控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩。多路顯示報(bào)警儀：配合各種輸入模塊，能分別測(cè)量1~2路熱電偶、熱電阻、電壓、電流、流量、濕度等多種信號(hào)。 圖22 控制儀表布置圖3 系統(tǒng)工作原理 傳感器測(cè)試系統(tǒng)的控制儀表 AI人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器 （1） AI調(diào)節(jié)器的型號(hào)定義AI系列儀表硬件采用了先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)，具備5個(gè)功能模塊插座：輔助輸入、主輸出、報(bào)警、輔助輸出及通訊[參考文獻(xiàn)[] 廈門宇電自動(dòng)化說(shuō)明書]。其中M3（OUTP）及M2（MIO）屬于即可安裝模擬量輸入模塊用于測(cè)量輸入，也可安裝繼電器模塊用于報(bào)警輸出的兩用插座[1]。儀表最多可安裝6個(gè)模塊。 全球通用的100~240VAC輸入范圍開(kāi)關(guān)電源或24VDC電源供電抗干擾性能符合在嚴(yán)酷工業(yè)條件下電磁兼容（EMC）的要求[1]。AI系列人工智能調(diào)節(jié)儀表共由8部分組成，本設(shè)計(jì)儀表型號(hào)為： ①基本功能為AI708J型；②面板尺寸為A型（9696mm）；③輔助輸入（MIO）沒(méi)有安裝模塊；④主輸出（OUTP）安裝X3線性電流輸出模塊；⑤報(bào)警（ALM）安裝L5雙路繼電器觸點(diǎn)輸出模塊；⑥輔助輸出（AUX）沒(méi)有安裝模塊；⑦通訊（COMM）裝有自帶隔離電源的光電隔離型RS485通訊接口S4；⑧儀表供電電源為24VDC電源；（3）儀表的端子圖及其說(shuō)明①給定信號(hào)SV由19+、18 端輸入，4~。 ④安裝X3電流輸出模塊用于閥位反饋信號(hào)的變送輸出。采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，提供豐富的輸出規(guī)格且能廣泛滿足各種應(yīng)用場(chǎng)合的需要[3] 張萍，溫度傳感器動(dòng)態(tài)性能測(cè)試技術(shù)研究[J]，傳感器世界，2008，（01）。能在線修改程序及參數(shù)，參數(shù)鎖可提供不同的數(shù)據(jù)操作權(quán)限。最多允許安裝5個(gè)模塊，輸出、報(bào)警、通訊及其他功能均可按需求選擇相應(yīng)的模塊。 120 作外接熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)妮斎攵?。配合圖標(biāo)式功能選擇，全中文觸摸操作，操作方便，易于學(xué)習(xí)。目前使用的變頻器主要采用交—直—交方式變頻，首先把交流電源通給整流器轉(zhuǎn)變成直流電源，再把直流電源逆變成頻率、電壓均可控制的交流電源再供給電動(dòng)機(jī)[5]。②DIN1DIN6 為數(shù)字輸入端可外接開(kāi)關(guān)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子式一體化結(jié)構(gòu)，內(nèi)有伺服放大器,輸入控制信號(hào)(420mADC或15VDC)及電源即可控制閥門開(kāi)度,達(dá)到對(duì)壓力、流量、液位、溫度等參數(shù)的調(diào)節(jié)。上部是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接受調(diào)節(jié)器輸出的4～20mADC信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直線位移，推動(dòng)下部的調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，直接調(diào)節(jié)流體的流量。智能伺服放大器以專用單片微處理器為基礎(chǔ)，通過(guò)輸入回路把模擬信號(hào)、閥位電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，微處理器根據(jù)采樣結(jié)果通過(guò)人工智能控制軟件后，輸出控制信號(hào)[6]。其由傳感器和信號(hào)處理電路組成。它抗過(guò)載和抗沖擊能力強(qiáng)，溫度漂移小，穩(wěn)定性高，具有很高的測(cè)量精度[6]。（2）HH3851差壓變送器的特點(diǎn)HH3851差壓變送器準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好采用二線制（特殊可四線制）接線， 體積小、重量輕、堅(jiān)固抗震。 JSL3AT濕度變送器濕度是指空氣中所含有的水蒸氣量。該傳感器的敏感元件采用的屬水分子親和力型中的高分子材料濕敏元件(濕敏電阻)。（2）HHWJ渦街流量的特點(diǎn)及功能HHWJ渦街流量計(jì)是一種用途極廣的流量計(jì)，幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量測(cè)量和控制，它以數(shù)字信號(hào)處理的方式對(duì)渦街探頭信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、篩選、從而得到正常的流量信號(hào)，可使用多點(diǎn)線性能修正、測(cè)量范圍更寬，精度更高且無(wú)需信號(hào)切除能夠準(zhǔn)確可靠地測(cè)量信息。電壓互感器把交流電壓變?yōu)樗枰慕涣麟妷盒盘?hào)。 CEC02功率因數(shù)變送器 功率因數(shù)變送器可將一負(fù)載的交流電流和電壓之間的功率因數(shù)，轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的直流電流或電壓[9]。4 傳感器測(cè)試系統(tǒng)可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn) 傳感器測(cè)試及校驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù) 利用電橋或標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻校正鉑電阻。四、操作步驟 1）接通電源，調(diào)整水浴溫度恒定在某一數(shù)值； 2）利用手持式高精度測(cè)溫儀測(cè)出實(shí)際溫度； 3）通過(guò)顯示表讀出鉑電阻的測(cè)量值并計(jì)