【正文】 （3）差動(dòng)變壓器與示波器的連線(xiàn)應(yīng)盡量短一些，以免引入干擾。（2）差動(dòng)變壓器的兩個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈必須接成差動(dòng)形式(即同名端相連。6. 根據(jù)所得結(jié)果，畫(huà)出(Vopp－X)曲線(xiàn)，指出線(xiàn)線(xiàn)工作范圍，求出靈敏度： 九、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 記錄差動(dòng)變壓器位移值和次級(jí)線(xiàn)圈輸出的電壓值，繪制關(guān)系曲線(xiàn)，并分析之。4. 旋動(dòng)測(cè)微頭，從示波器上讀出次級(jí)輸出電壓Vpp值填入下表：位移mm電壓mV讀出過(guò)程中應(yīng)注意初、次級(jí)波形的相位關(guān)系：當(dāng)鐵芯從上至下時(shí)，相位由________相變?yōu)開(kāi)_______相。2. 按圖1接線(xiàn)，音頻振蕩器必須從LV接出。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)康模毘謱?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告后，方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。建立差動(dòng)變壓器性能測(cè)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(xiàn)，并分析之。⑶選用補(bǔ)償電路。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(xiàn)路和磁路的對(duì)稱(chēng)。2. 高次諧波。圖21零殘電壓中主要包含兩種波形成分：1. 基波分量。差動(dòng)變壓器是開(kāi)磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的。四、實(shí)驗(yàn)原理差動(dòng)變壓器由銜鐵、初級(jí)線(xiàn)圈、次級(jí)線(xiàn)圈和線(xiàn)圈骨架等組成。2. 設(shè)計(jì)減少零殘電壓的電路并實(shí)現(xiàn)。3. 了解如何用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路對(duì)殘余電壓進(jìn)行補(bǔ)償。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解差動(dòng)變壓器的原理及工作情況。(5)在本實(shí)驗(yàn)中只能將放大器接成差動(dòng)形式，否則系統(tǒng)不能正常工作。(3)直流穩(wěn)壓電源不能打的過(guò)大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效應(yīng)。十、思考題1. 根據(jù)實(shí)際測(cè)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(duì)橋路測(cè)量線(xiàn)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(shí)應(yīng)將電源關(guān)閉，以免損壞應(yīng)變片。九、實(shí)驗(yàn)報(bào)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(xiàn)。然后重復(fù)第5步操作，同樣測(cè)出讀數(shù)，填入下表：位 移X(mm)電壓V(mV)7. 保持差動(dòng)放大器增益不變，將R1，R2兩個(gè)電阻換成另兩片工作片，接成一個(gè)直流全橋，通過(guò)電橋平衡電位器調(diào)好零點(diǎn)。5. 旋動(dòng)測(cè)為頭、帶動(dòng)懸臂梁分別作向上和向下的運(yùn)動(dòng)，以水平狀態(tài)下輸出電壓為零。4V檔。電源由直流穩(wěn)壓電源提供。3. 根據(jù)圖11的電路結(jié)構(gòu)，利用電橋單元上的接線(xiàn)插孔和調(diào)零網(wǎng)絡(luò)連接好測(cè)量線(xiàn)路（差動(dòng)放大器接成同相或反相均可）。2. 將差動(dòng)放大器調(diào)零。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。六、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備直流穩(wěn)壓電源、差動(dòng)放大器、電橋、應(yīng)變式傳感器（電阻應(yīng)變片）、電壓表。能自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)變式傳感器的測(cè)量橋路。由此可知，當(dāng)E和電阻相對(duì)變化一定時(shí)，電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無(wú)關(guān)。2. 已知單臂、半橋和全橋的分別為ΔR/R、2ΔR/R、4ΔR/ R。電橋電路是最常用的非電量電測(cè)電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻RRRR4中，電阻的相對(duì)變化率分別為ΔR1/RΔR2/RΔR3/ RΔR4/R4，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作，且R1= R2 = R3 = R4 = R。當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測(cè)試體表面，當(dāng)測(cè)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。四、實(shí)驗(yàn)原理1. 本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明箔式應(yīng)變片及單臂直流電橋的原理和工作情況。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(cè)試橋路。2. 測(cè)試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出。第三章 檢測(cè)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(lèi)型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?！皵?shù)據(jù)報(bào)表”畫(huà)面見(jiàn)下圖：第四節(jié) SACJGK03過(guò)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(dòng)沖擊所導(dǎo)致，可對(duì)儀表校驗(yàn)來(lái)解決問(wèn)題。記錄好了相關(guān)參數(shù)，再結(jié)合歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)。“歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)”見(jiàn)下圖：“數(shù)據(jù)報(bào)表”的功能是對(duì)某段時(shí)間內(nèi)的6個(gè)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(shí)間間隔可任意設(shè)定?！皻v史趨勢(shì)曲線(xiàn)”的主要功能是可讀取歷史曲線(xiàn)（最長(zhǎng)8天）。畫(huà)面左上角有一個(gè)PV值顯示，分別顯示此畫(huà)面中4個(gè)量的PV值。下面是其中一個(gè)畫(huà)面：每個(gè)控件顯示一個(gè)被控量的PV值、SV值和MV值?！皩?shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)”的功能就是對(duì)被控對(duì)象上的6個(gè)參數(shù)進(jìn)行上位機(jī)的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)顯示。手動(dòng)時(shí)可直接寫(xiě)數(shù)值，自動(dòng)時(shí)顯示PID輸出值 PV：測(cè)量值 SV：設(shè)定值 TS：采樣周期，每5秒采樣一次。AM：手自動(dòng)，A為自動(dòng)，M為手動(dòng)，Ｃ為串級(jí)位。因此，上位機(jī)“參數(shù)設(shè)定”畫(huà)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)。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(huà)面，如下圖“參數(shù)設(shè)定”畫(huà)面的作用是設(shè)定PID參數(shù)值、設(shè)定值、正反作用、和手動(dòng)控制器的值、采樣時(shí)間等。下面分別對(duì)各個(gè)畫(huà)面做詳細(xì)介紹，進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行環(huán)境后，出現(xiàn)的就是上圖，點(diǎn)擊“回路選擇”按鈕后，出現(xiàn)下圖：“回路選擇”畫(huà)面的功能就是選擇要做的某個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)選擇點(diǎn)，選中某個(gè)實(shí)驗(yàn)后，點(diǎn)擊右側(cè)的“確定按鈕，系統(tǒng)就自動(dòng)彈出此實(shí)驗(yàn)的流程圖。被控對(duì)象供電時(shí)必須接地，220VAC的L，N相要接對(duì)。%）變頻器： 0～50Hz 對(duì)應(yīng)于水泵轉(zhuǎn)速 0～3000r/min接線(xiàn)要求被控對(duì)象與控制桌之間由航空插頭對(duì)應(yīng)連接即可。%）流量變送器: 100～1000L/H 對(duì)應(yīng)電流信號(hào) 4～20mA（精度177。%）液位變送器：0～400mmH2O 對(duì)應(yīng)電流信號(hào) 4～20mA（精度177。這些信號(hào)通過(guò)屏蔽電纜被送到數(shù)顯表和模擬量輸入模塊中（EM235和EM231），原理圖如下： 數(shù)顯表AI模塊變送器24V+24V+ 注： * 本裝置使用的數(shù)顯表模擬量輸入口帶有24V電源輸出* 24V電源給變送器供電，AI模塊和數(shù)顯表采集的是變送器輸出的電流信號(hào)IN+ OUT+固態(tài)繼電器IN OUT加熱器~220VM加熱器的控制原理圖 本節(jié)最后，我們?yōu)槟峁┰敿?xì)的電氣原理圖二、技術(shù)規(guī)格技術(shù)條件供電電源： 單相三線(xiàn) 220VAC177。兩個(gè)水泵由控制桌（上節(jié)中一提過(guò)）上的兩個(gè)變頻器分別控制，控制器中的EM232的兩個(gè)模擬輸出（010V）分別控制兩臺(tái)變頻器；電動(dòng)閥由控制器中EM235的模擬輸出（420mA）控制；加熱器采用PWM控制（）。實(shí)際制作時(shí)，我們將這兩部分非線(xiàn)性和在了一起做成一個(gè)水槽，其大小形狀和水槽1一樣，只是在里面加了一個(gè)傾斜的擋板。水槽2的后面安裝了純滯后裝置串聯(lián)在流量計(jì)1的下面，當(dāng)手調(diào)閥9關(guān)閉時(shí)，水泵1的出水經(jīng)過(guò)純滯后和流量計(jì)給水槽供水。水槽1通過(guò)閥3和閥4各連接了一個(gè)非線(xiàn)性部分，其中左側(cè)的下細(xì)上粗，右側(cè)的下粗上細(xì)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥3和閥4的開(kāi)度，可實(shí)現(xiàn)液位的非線(xiàn)性控制。水泵1從水箱中抽水，經(jīng)過(guò)電動(dòng)閥、流量計(jì)閥1和閥7分別給水槽1和水槽2供水；水泵2也從水箱中抽水，通過(guò)閥1流量計(jì)閥2和閥8分別給水槽1和水槽2供水。第二節(jié) SACJGK 03過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置工藝流程說(shuō)明一、工藝流程上一節(jié)已經(jīng)對(duì)裝置做了簡(jiǎn)單的介紹，這一節(jié)將著重介紹裝置的工作情況，請(qǐng)參考下圖： 水 箱FT/01水槽1水槽2FT/02純滯后閥1閥4閥2LT/01閥8閥7~220閥10閥12水泵2水泵1閥9閥11 水泵1PT/01LT/02閥3閥5閥6被控對(duì)象示意圖壓力表1壓力表2 注： * 帶箭頭的粗線(xiàn)表示實(shí)驗(yàn)時(shí)水流方向。實(shí)驗(yàn)裝置正面上下兩個(gè)水槽的正面裝有玻璃擋板，學(xué)生可直接觀測(cè)系統(tǒng)的進(jìn)水和出水情況?？山M成非線(xiàn)性系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)裝置有四個(gè)水槽，分上下兩組，上面一組水槽有三個(gè)，互相通過(guò)手調(diào)閥連接，其中的兩個(gè)水槽橫截面積隨高度而變化（其中的一個(gè)上粗下細(xì)，另一個(gè)下粗上細(xì)）?？刂谱郎涎b有變頻器BOP面板，六個(gè)智能顯示儀表，PLC控制單元和液晶顯示器。充分模擬工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)效果很好為了更好的模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，本實(shí)驗(yàn)裝置采用兩臺(tái)水泵, 在單輸入單輸出控制回路中一臺(tái)水泵供水，另一臺(tái)水泵可通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生有規(guī)律或無(wú)規(guī)律波動(dòng)的干擾量。二、系統(tǒng)特點(diǎn) 設(shè)計(jì)巧妙，充分應(yīng)用現(xiàn)有裝置，實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)本裝置中有六個(gè)檢測(cè)單元、三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和六個(gè)控制回路，可以方便的組合成多種控制實(shí)驗(yàn)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)（用組態(tài)王軟件定義的各種變量與PLC通訊）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。 控制系統(tǒng)：西門(mén)子小型PLC（S7200 CPU224主機(jī)、模擬量輸入模塊EM23模擬量輸入輸出模塊EM235和模擬量輸出模塊EM2321，一條編程通訊電纜），四個(gè)典型控制參數(shù)（液位、流量、壓力、溫度），可組成多種控制實(shí)驗(yàn)。檢測(cè)裝置：兩個(gè)液位變送器，一個(gè)壓力變送器和一個(gè)溫度變送器，兩個(gè)電遠(yuǎn)傳玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。變送器信號(hào)包括2個(gè)液位變送器、2個(gè)流量變送器、1個(gè)溫度變送器和1個(gè)壓力變送器，這6個(gè)變送器均輸出420mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；數(shù)顯表一共6塊，分別對(duì)6個(gè)變送器來(lái)的電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)值的實(shí)時(shí)顯示；控制器包括PLC主機(jī)和3個(gè)擴(kuò)展模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象中變送器信號(hào)的采集和輸出控制信號(hào)；純滯后裝置是用20M長(zhǎng)的水管盤(pán)旋