【文章內(nèi)容簡介】 按鈕后，出現(xiàn)下圖：“回路選擇”畫面的功能就是選擇要做的某個實(shí)驗(yàn)，每個實(shí)驗(yàn)都對應(yīng)一個選擇點(diǎn)，選中某個實(shí)驗(yàn)后，點(diǎn)擊右側(cè)的“確定按鈕，系統(tǒng)就自動彈出此實(shí)驗(yàn)的流程圖。根據(jù)提供的流程圖，熟悉此實(shí)驗(yàn)的原理和流程。了解了此實(shí)驗(yàn)的原理和流程后，再點(diǎn)擊”參數(shù)設(shè)定“畫面，如下圖“參數(shù)設(shè)定”畫面的作用是設(shè)定PID參數(shù)值、設(shè)定值、正反作用、和手動控制器的值、采樣時間等。下面對“參數(shù)設(shè)定”畫面中的一些符號進(jìn)行說明：調(diào)節(jié)PID參數(shù)說明： 100 1Mn = * en + * en + MX + TD * en–en1 P TI注： * 在上式中100/P = KC , 1/TI = KI , TD = KD其中KC , KI , KD 相當(dāng)于通常的PID參數(shù)。因此，上位機(jī)“參數(shù)設(shè)定”畫面中，P值越大，比例作用越弱；TI值越大，積分作用越弱，TD 值越大，微分作用越強(qiáng)。* 各參數(shù)范圍：P： 1～99999 ；TI：1～99999；TD：0～99999符號說明：ACT：正反作用，N為負(fù)反饋（默認(rèn)），P為正反饋。AM：手自動，A為自動，M為手動，Ｃ為串級位。 MV：執(zhí)行器的輸出，范圍為0至100。手動時可直接寫數(shù)值，自動時顯示PID輸出值 PV：測量值 SV：設(shè)定值 TS：采樣周期，每5秒采樣一次。各回路參數(shù)范圍：LT0PV=LT0SV：0~400（單位為毫米） LT0PV=LT0SV：0~400（單位為毫米） PT0PV=PT0SV：0~600（對應(yīng)0~） TT0PV=TT0SV：0~100（單位為攝氏度） FT0PV=FT0SV：100~1000（單位為L/h） FT0PV=FT0SV：100~1000（單位為L/h） MV：0~100（對應(yīng)變頻器是0~50Hz或電動閥0~100開度）注：* 手動調(diào)節(jié)時，每個回路的SV值跟蹤PV值，實(shí)現(xiàn)手動到自動切換的無擾動自動手動手動時SV不跟蹤PVPVSVPVSS SV跟蹤PVSV手動自動手動時SV跟蹤PVPV 經(jīng)過對以上兩幅圖的比較可以看出，帶有無擾動的曲線看上去更加直觀?！皩?shí)時趨勢曲線”的功能就是對被控對象上的6個參數(shù)進(jìn)行上位機(jī)的實(shí)時曲線顯示。實(shí)時趨勢曲線共有2個畫面，每個畫面包括4個顯示控件，其中一個畫面的4個控件分別顯示液位液位流量1和流量2，另一個顯示液位液位壓力和溫度。下面是其中一個畫面：每個控件顯示一個被控量的PV值、SV值和MV值?？丶臋M坐標(biāo)是時間；縱坐標(biāo)是PV值、SV值和MV值的百分比，而且用不同的顏色表示：PV用紅色線表示，SV用綠色線表示，MV用藍(lán)色線表示。畫面左上角有一個PV值顯示，分別顯示此畫面中4個量的PV值?！皩?shí)時趨勢曲線”中的每個控件只有在顯示后才能開始記錄數(shù)據(jù)，所以，在準(zhǔn)備做實(shí)驗(yàn)前，請先點(diǎn)擊“實(shí)時趨勢曲線2”。“歷史趨勢曲線”的主要功能是可讀取歷史曲線（最長8天）。歷史趨勢曲線不但能進(jìn)行被控對象上6個參數(shù)PV值的實(shí)時顯示，還可以對過去時間控制過的量的PV值進(jìn)行讀取?！皻v史趨勢曲線”見下圖：“數(shù)據(jù)報表”的功能是對某段時間內(nèi)的6個被控參數(shù)的PV值、SV值以及PID設(shè)定值進(jìn)行讀取，讀取的時間間隔可任意設(shè)定。數(shù)據(jù)報表是一定時間內(nèi)，按照一定的時間間隔對被控量有關(guān)參數(shù)的數(shù)值顯示。記錄好了相關(guān)參數(shù)，再結(jié)合歷史趨勢曲線。就可對做過的某個或多個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的分析?！皵?shù)據(jù)報表”畫面見下圖：第四節(jié) SACJGK03過程控制實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)維護(hù)裝置每年應(yīng)進(jìn)行一次計(jì)量檢定，如果儀表誤差超出范圍，通常都是環(huán)境及振動沖擊所導(dǎo)致，可對儀表校驗(yàn)來解決問題。裝置可提供產(chǎn)品出廠日起6個月的免費(fèi)維修，如果是用戶使用不當(dāng)造成的損壞，或已超過保修期，則適當(dāng)收取維修費(fèi)用。第三章 檢測技術(shù)與儀表實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 應(yīng)變傳感器的性能研究一、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。2. 測試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出。3. 驗(yàn)證單臂、半橋、全橋測量電橋的輸出關(guān)系，比較不同橋路的功能。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)應(yīng)變傳感器的測試橋路。2. 測量單臂、半橋、全橋測量電橋的輸出，記錄數(shù)據(jù)、繪制關(guān)系曲線，并分析之。四、實(shí)驗(yàn)原理1. 本實(shí)驗(yàn)說明箔式應(yīng)變片及單臂直流電橋的原理和工作情況。應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測試時，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面，當(dāng)測件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過測量電路，轉(zhuǎn)換成電信號輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個電阻RRRR4中，電阻的相對變化率分別為ΔR1/RΔR2/RΔR3/ RΔR4/R4，當(dāng)使用一個應(yīng)變片時，；當(dāng)二個應(yīng)變片組成差動狀態(tài)工作，則有；用四個應(yīng)變片組成二個差動對工作，且R1= R2 = R3 = R4 = R。由此可知，單臂，半橋，全橋電路的靈敏度依次增大。2. 已知單臂、半橋和全橋的分別為ΔR/R、2ΔR/R、4ΔR/ R。根據(jù)戴維南定理可以得出測試電橋的輸出電壓近似等于，電橋靈敏度，于是對應(yīng)于單臂、半橋和全橋的電壓靈敏度分別為1/4E、1/2E和E。由此可知，當(dāng)E和電阻相對變化一定時，電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)。五、實(shí)驗(yàn)要求 熟悉CSY系統(tǒng)傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。能自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)變式傳感器的測量橋路。掌握應(yīng)變式傳感器的各種測量電路的性能。六、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、電橋、應(yīng)變式傳感器（電阻應(yīng)變片）、電壓表。七、預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須自學(xué)有關(guān)儀器設(shè)備的使用方法及工作原理，明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，須持?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告后，方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。八、實(shí)驗(yàn)步驟1. 設(shè)定旋鈕的初始位置：直流穩(wěn)壓電源打到177。2V檔，電壓表打到2V檔，差動放大器增益打到最大。2. 將差動放大器調(diào)零。方法：用實(shí)驗(yàn)線將差放的正負(fù)輸入端與地端連接在一起，增益設(shè)置在最大位置，然后將輸出端接到電壓表的輸入插口，打開主、副電源，調(diào)整差放的調(diào)零旋鈕使表頭指示為0。3. 根據(jù)圖11的電路結(jié)構(gòu)，利用電橋單元上的接線插孔和調(diào)零網(wǎng)絡(luò)連接好測量線路（差動放大器接成同相或反相均可）。圖中R4為工作應(yīng)變片，WD為可調(diào)電位器，r為調(diào)平衡電阻。電源由直流穩(wěn)壓電源提供。圖114. 將直流穩(wěn)壓電源打到177。4V檔。選擇適當(dāng)?shù)姆糯笤鲆?，然后調(diào)整電橋平衡電位器，使表頭指零(需預(yù)熱幾分鐘表頭才能穩(wěn)定下來)。5. 旋動測為頭、帶動懸臂梁分別作向上和向下的運(yùn)動，以水平狀態(tài)下輸出電壓為零。向上和向下移動各5mm，記錄一個差動放大器輸出電壓值，將測得數(shù)值填入下表：位 移X(mm)電壓V(mV)6. 保持放大器增益不變，將R3換為與R4工作狀態(tài)相反的另一應(yīng)變片，形成半橋，調(diào)整電橋平衡電位器，使表頭指零。然后重復(fù)第5步操作，同樣測出讀數(shù)，填入下表：位 移X(mm)電壓V(mV)7. 保持差動放大器增益不變，將R1，R2兩個電阻換成另兩片工作片，接成一個直流全橋，通過電橋平衡電位器調(diào)好零點(diǎn)。重復(fù)第5步操作，將讀出數(shù)據(jù)填入下表：位 移X(mm)電壓V(mV)8. 在同一坐標(biāo)紙上描出WV曲線，比較三種接法的靈敏度。九、實(shí)驗(yàn)報告要求1. 按表格要求記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，繪制關(guān)系曲線。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果和關(guān)系曲線，對傳感器的性能進(jìn)行分析。十、思考題1. 根據(jù)實(shí)際測試的數(shù)據(jù)與理論上推導(dǎo)的公式相比較，結(jié)論如何？2. 對橋路測量線路有何特別的要求？為什么？注意事項(xiàng)：(1)在更換應(yīng)變片時應(yīng)將電源關(guān)閉，以免損壞應(yīng)變片。(2)在實(shí)驗(yàn)過程中如果發(fā)現(xiàn)電壓表發(fā)生過載，應(yīng)將量程擴(kuò)大或?qū)⒉罘旁鲆鏈p小。(3)直流穩(wěn)壓電源不能打的過大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效應(yīng)。(4)接全橋時請注意區(qū)別各應(yīng)變片的工作狀態(tài)方向，保證R1與R3工作狀態(tài)相同，R2與R4工作狀態(tài)相同。(5)在本實(shí)驗(yàn)中只能將放大器接成差動形式，否則系統(tǒng)不能正常工作。實(shí)驗(yàn)二 差動變送器性能測試一、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解差動變壓器的原理及工作情況。2. 通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證差動變壓器的基本特性。3. 了解如何用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)線路對殘余電壓進(jìn)行補(bǔ)償。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 從音頻振蕩器輸出頻率信號送給差動變壓器，用示波器讀出次級輸出電壓。2. 設(shè)計(jì)減少零殘電壓的電路并實(shí)現(xiàn)。2. 繪制關(guān)系曲線，并分析結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)原理差動變壓器由銜鐵、初級線圈、次級線圈和線圈骨架等組成。初級線圈作為差動變壓器激勵用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級線圈由兩個結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反向串接而成，相當(dāng)于變壓器的副邊。差動變壓器是開磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的。其原理及輸出特性見圖21。圖21零殘電壓中主要包含兩種波形成分：1. 基波分量。這是由于差動變壓器二個次級繞組因材料或工藝差異造成等效電路參數(shù)（M、L、R）不同，線圈中的銅損電阻及導(dǎo)磁材料的鐵損，線圈中線間電容的存在，都使得激勵電流與所產(chǎn)生的磁通不同相。2. 高次諧波。主要是由導(dǎo)磁材料磁化曲線非線性引起，由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，是激勵電流與磁通波形不一致，產(chǎn)生了非正弦波（主要是三次諧波）磁通，從而在二次繞組中感應(yīng)出非正弦波的電動勢。減少零殘電壓的辦法有：⑴從設(shè)計(jì)和工藝制作上盡量保證線路和磁路的對稱。⑵采用相敏檢波電路。⑶選用補(bǔ)償電路。五、實(shí)驗(yàn)要求熟悉CSY系統(tǒng)傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。建立差動變壓器性能測試電路，零殘電壓補(bǔ)償電路，記錄數(shù)據(jù)，繪制相關(guān)曲線，并分析之。六、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備差動變壓器、音頻振蕩器、測微頭、示波器、電橋、差動放大器。七、預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須自學(xué)有關(guān)儀器設(shè)備的使用方法及工作原理，明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，須持?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告后，方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。八、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 設(shè)定有關(guān)旋鈕初始位置：音頻振蕩器4KHz，雙線示波器第一通道靈敏度500mV/cm，第二通道靈敏度20mV/cm，觸發(fā)選擇打到第一通道。2. 按圖1接線，音頻振蕩器必須從LV接出。3. 調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕，使音頻LV信號輸入到初級線圈的電壓為2Vpp。4. 旋動測微頭，從示波器上讀出次級輸出電壓Vpp值填入下表：位移mm電壓mV讀出過程中應(yīng)注意初、次級波形的相位關(guān)系：當(dāng)鐵芯從上至下時，相位由________相變?yōu)開_______相。5. 仔細(xì)調(diào)節(jié)測微頭使次級的差動輸出電壓為最小，必要時應(yīng)將通道二的靈敏度打到較高檔，,這個最小電壓叫做　　　　　　　　　　　　，可以看出它與輸入電壓的相位差約為__________，因此是_______