【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接主控箱數(shù)顯表 地 Vi 接主控箱電源輸出 圖82 電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖 +15V 圖81 電渦流傳感器安裝示意圖 電渦流傳感器 模塊 測(cè)量架 測(cè)微頭 被測(cè)體 根據(jù)圖81安裝電渦流傳感器。觀察傳感器結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)扁平繞線圈。將電渦流傳感器輸出線接入實(shí)驗(yàn)?zāi)K上標(biāo)有L的兩端插孔中，作為振蕩器的一個(gè)元件（傳感器屏蔽層接地）。在測(cè)微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測(cè)體。將實(shí)驗(yàn)?zāi)K輸出端Vo與數(shù)顯單元輸入端Vi相接。數(shù)顯表量程切換開關(guān)選擇電壓20V檔。用連接導(dǎo)線從主控臺(tái)接入+15V直流電源到模塊上標(biāo)有+15V的插孔中。使測(cè)微頭與傳感器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關(guān)，記下數(shù)顯表讀數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹埂⒔Y(jié)果列入表81。 表81 電渦流傳感器位移X與輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）……V（v）……根據(jù)表81數(shù)據(jù)，畫出VX曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域位移測(cè)量時(shí)的最佳工作點(diǎn)，試計(jì)算量程為1mm、3mm、5mm時(shí)的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。二、被測(cè)體材質(zhì)對(duì)電渦流傳感器的特性影響實(shí)驗(yàn)將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。重復(fù)一各步驟，進(jìn)行被測(cè)體為鋁圓片和銅圓片時(shí)的位移特性測(cè)試，分別記入表82和表83。表82被測(cè)體為鋁圓片時(shí)的位移與輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）……V（v）……表83被測(cè)體為銅圓片時(shí)的位移與輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）……V（v）……根據(jù)表82和表83分別計(jì)算量程為1mm和3mm時(shí)的靈敏度和非線性誤差（線性度）。思考題：電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測(cè)量177。5mm的量程應(yīng)如何設(shè)計(jì)傳感器？用電渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測(cè)量時(shí)，如何根據(jù)使用量程選用傳感器？當(dāng)被測(cè)體為非金屬材料時(shí)，如何利用電渦流傳感器進(jìn)行測(cè)試？實(shí)驗(yàn)九 光纖傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的工作原理和性能?；驹恚罕緦?shí)驗(yàn)采用的是導(dǎo)光型多模光纖，它由兩束光纖混合組成Y型光纖，探頭為半圓分布，一束光纖端部與光源相接發(fā)射光束，另一束端部與光電轉(zhuǎn)換器相接接收光束。兩光束混合后的端部是工作端，即探頭，它與被測(cè)體相距X，由光源發(fā)出的光通過(guò)光纖傳到端部射出后再經(jīng)被測(cè)體反射回來(lái)，由另一束光纖接收反射光信號(hào)再由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓量，而光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓量大小與間距X有關(guān)，因此可用于測(cè)量位移。需用器件與單元：光纖傳感器、光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、數(shù)顯單元、測(cè)微頭、177。15V直流源、反射面。實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)圖91安裝光纖位移傳感器，兩束光纖插入實(shí)驗(yàn)板上的光電變換座孔上。其內(nèi)部已和發(fā)光管D及光電轉(zhuǎn)換管T相接。圖91 光纖傳感器安裝示意圖 模塊 測(cè)量架 測(cè)微頭 光電變換座 光纖傳感器 反射面 將光纖實(shí)驗(yàn)?zāi)K輸出端Vo1與數(shù)顯單元相連，見圖92。接主控箱電源輸出 接主控箱數(shù)顯表 Vi 地 圖92 光纖傳感器位移實(shí)驗(yàn)?zāi)K 調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使探頭與反射平板輕微接觸。實(shí)驗(yàn)?zāi)K接入177。15V電源，合上主控箱電源開關(guān)，調(diào)Rw使數(shù)顯表顯示為零。旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，被測(cè)體離開探頭，將其填入表91。表91 光纖位移傳感器輸出電壓與位移數(shù)據(jù)X（mm）……V（v）……根據(jù)表91的數(shù)據(jù)，分析光纖位移傳感器的位移特性，計(jì)算在量程1mm時(shí)的靈敏度和非線性誤差。五、思考題：光纖位移傳感器測(cè)位移時(shí)對(duì)被測(cè)體的表面有些什么要求？實(shí)驗(yàn)十 光纖傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器用于測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法?；驹恚豪霉饫w位移傳感器探頭對(duì)旋轉(zhuǎn)體被測(cè)物反射光的明顯變化產(chǎn)生的電脈沖，經(jīng)電路處理即可測(cè)量轉(zhuǎn)速。需用器件與單元：光纖傳感器、光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、數(shù)顯單元測(cè)轉(zhuǎn)速檔、直流源177。15V、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)2~24V，轉(zhuǎn)動(dòng)源模塊。實(shí)驗(yàn)步驟：將光纖傳感器按圖101裝于傳感器支架上，使光纖探頭與電機(jī)轉(zhuǎn)盤平臺(tái)中反射點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。電機(jī) 電機(jī)轉(zhuǎn)盤平臺(tái) 圖101 光纖傳感器測(cè)速安裝示意圖 光纖傳感器 工作平臺(tái) 支架 2~3mm 將光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K輸出Vo1與數(shù)顯電壓表Vi端相接，接上實(shí)驗(yàn)?zāi)K上177。15V電源，數(shù)顯表的切換開關(guān)選擇開關(guān)撥到2V檔。①用手轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，使探頭避開反射面（暗電流），合上主控箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)Rw使數(shù)顯表顯示接近零（≥0）。②再用手轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，使光纖探頭對(duì)準(zhǔn)反射點(diǎn)，調(diào)節(jié)升降支架高低，使數(shù)顯表指示最大，重復(fù)2步驟，直至兩者的電壓差值最大，再將Vo1與轉(zhuǎn)速/頻率數(shù)顯表Fin輸入端相接，數(shù)顯表的波段開關(guān)撥到轉(zhuǎn)速檔。將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)224V，接入轉(zhuǎn)動(dòng)電源24V插孔上，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸加大轉(zhuǎn)速源電壓。使電機(jī)轉(zhuǎn)速盤加快轉(zhuǎn)動(dòng)，固定某一轉(zhuǎn)速，觀察并記下數(shù)顯表上的讀數(shù)n1。固定轉(zhuǎn)速電壓不變，將選擇開關(guān)撥到頻率測(cè)量檔，測(cè)量頻率，記下頻率讀數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)盤上的測(cè)速點(diǎn)數(shù)折算成轉(zhuǎn)速值n2。將實(shí)驗(yàn)步驟4與實(shí)驗(yàn)步驟3比較，以轉(zhuǎn)速n1作為真值計(jì)算兩種方法的測(cè)速誤差（相對(duì)誤差），相對(duì)誤差r=((n1n2)/n1)100%。思考題：測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)盤上反射（或吸收點(diǎn)）的多少對(duì)測(cè)速精度有否影響，你可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證比較轉(zhuǎn)盤上是一個(gè)黑點(diǎn)的情況。實(shí)驗(yàn)十一 光電傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤怆娹D(zhuǎn)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的原理及方法?；驹恚汗怆娛睫D(zhuǎn)速傳感器有反射型和直射型兩種，本實(shí)驗(yàn)裝置是反射型的，傳感器端部有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源在轉(zhuǎn)盤上反射后由光電管接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由于轉(zhuǎn)盤上有黑白相間的12個(gè)間隔，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與轉(zhuǎn)速及黑白間隔數(shù)有關(guān)的脈沖，將電脈沖計(jì)數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值。需用器件與單元：光電轉(zhuǎn)速傳感器、+5V直流電源、轉(zhuǎn)動(dòng)源單元及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)224V、數(shù)顯轉(zhuǎn)速/頻率表。實(shí)驗(yàn)步驟：電機(jī) 電機(jī)轉(zhuǎn)盤平臺(tái) 圖101 光電傳感器測(cè)速安裝示意圖 光電傳感器 工作平臺(tái) 支架 2~3mm 光電轉(zhuǎn)速傳感器安裝如圖101所示，在傳感器支架上裝上光電轉(zhuǎn)速傳感器，調(diào)節(jié)高度，使傳感器端面離平臺(tái)表面23mm，將傳感器引線分別插入相應(yīng)的插孔，其中棕色接入直流電源+5V，黑色為接地端，綠色輸入主控箱Fin，轉(zhuǎn)速/頻率表置“轉(zhuǎn)速”檔。將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)224V接到轉(zhuǎn)動(dòng)源24V插孔上。合上主控箱電源開關(guān)，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并從轉(zhuǎn)速/頻率表上觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速。如顯示轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，可調(diào)節(jié)傳感器的安裝高度。思考題：已進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中用了多種傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速，試分析比較一下哪種方法最簡(jiǎn)單、方便。實(shí)驗(yàn)十二 溫度儀表PID控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉁囟葍x表PID控制系統(tǒng)的組成及P、I、D各參數(shù)對(duì)控制效果的影響。需用器件與單元：加熱源、K型熱電偶、溫控爐（含控制儀表）。實(shí)驗(yàn)步驟：接通溫度控制儀的電源，打開電源按鈕，將“加熱方式”、“冷卻方式”撥至“內(nèi)控”方式；檢查溫度儀表的內(nèi)部參數(shù)設(shè)置；選用K型熱電偶，插在控制儀上方的測(cè)溫孔中，另外兩端的傳感器輸出線分別對(duì)應(yīng)接至控制儀面板的傳感器（+）和（－）端，此時(shí)即可讀出當(dāng)前加熱塊的溫度值。 設(shè)定溫度值、P參數(shù)、I參數(shù)、D參數(shù)，觀察控制效果，同時(shí)注意在報(bào)警狀下，冷卻裝置(風(fēng)扇)是否運(yùn)行。 觀察溫度控制的效果如何？根據(jù)控制規(guī)律可設(shè)置不同的P、I、D參數(shù)，以達(dá)到最佳的控制效果，并記錄不同P、I、D參數(shù)值時(shí)的控制過(guò)程曲線并分析之。實(shí)驗(yàn)十三 溫度傳感器測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私釩u50、Pt100和熱電偶的測(cè)溫特性?；驹恚豪脤?dǎo)體電阻隨溫度變化的特性。熱電阻用于測(cè)量時(shí)，要求其材料電阻溫度系數(shù)大，穩(wěn)定性好，電阻率高，電阻與溫度之間最好有線性關(guān)系。常用鉑電阻和銅電阻。在一些測(cè)量精度要求不高且溫度較低的場(chǎng)合，一般采用銅電阻，可用來(lái)測(cè)量50186。C~+150186。C的溫度。當(dāng)兩種不同的金屬組成回路，如兩個(gè)接點(diǎn)有溫度差，就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，這就是熱電效應(yīng)。被測(cè)點(diǎn)稱工作端，將其置于被測(cè)溫度場(chǎng)，以相應(yīng)電路就可間接測(cè)得被測(cè)溫度值，與顯示儀表的接點(diǎn)稱為冷端（也稱自由端），冷端可以是室溫值或經(jīng)補(bǔ)償后的0186。C、25186。C。需用器件與單元：溫度源模塊、K型熱電偶、E型熱電偶、Pt100熱電阻、Cu50熱電阻、溫度控制單元、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、數(shù)顯單元、萬(wàn)用表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：一、Cu50熱電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)將溫度源模塊上的220V電源插頭插入主控箱兩側(cè)配備的220V控制電源插座上。正確設(shè)定儀表參數(shù)。選擇控制方式為內(nèi)控方式，將K熱電偶插入加熱源的一個(gè)傳感器安置孔中。自由端引線插入溫度源模塊上的傳感器插孔中，紅線為正極。將Cu50熱電阻測(cè)量端插入加熱源的另一個(gè)插孔中，尾部插入實(shí)驗(yàn)?zāi)K的a、 b孔上，a端接電源+4V，b端與差動(dòng)運(yùn)算放大器的一端相接，橋路的另一端和差動(dòng)運(yùn)算放大器的另一端相接。設(shè)定溫度控制值為50186。C，當(dāng)溫度控制到達(dá)50186。C時(shí)開始記錄電壓表讀數(shù)，重新設(shè)定溫度值為50186。C+nΔt，建議Δt=5186。C，n=1……10，每隔1n讀出數(shù)顯表輸出電壓與溫度值。記下數(shù)顯表上的讀數(shù)，填入表131。接主控箱電源輸出 接主控箱數(shù)顯表 Vi 地 4V Cu50圖131 熱電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn) 表131：t（186。C）V（mv）二、Pt100熱電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)同一4步操作（將Cu50熱電阻換為Pt100熱電阻）。接