化工仪表及自动化实验讲义

化工自动化及仪表实验讲义

曾飞虎林继辉编

2012.01

目录

实验须知

实验一热电偶温度计的使用

实验二电子电位计的校验

实验三THKGK-1实验装置的基本操作与仪表调试实验四温度位式控制系统

实验五单容水箱对象特性的测试

实验须知

1．必须自始自终以认真和科学态度进行实验。

2．实验课不能迟到，实验期间不得擅自离开岗位。

3．切实注意安全，不得穿背心和拖鞋进入实验室。在连接线路时应先切断电源，不许带电操作。

4．为了顺利地进行实验和取得好的实验效果，必须认真预习，写出预习报告，若指导教师发现有同学尚未预习，则不准其参加实验。

5．实验中如发生异常现象或事故，必须立即切断电源，并保持现场，即及时报告教师，共同处理。

6．要爱护公物，不得擅自拆开仪器仪表，非本实验仪器设备不得随便动用。

7．实验完成后，应切断电源，整理好一切仪器设备，并把原始记录交教师签字，经允许后方可离开实验。

8．实验后，每人应独立完成实验报告，报告与原始记录均按教师规定的时间上交。

实验一

热电偶温度计的使用

一．实验目的：

1．掌握热电偶与动圈仪的配套连接，测温方法及外阻影响。

2．掌握热电偶配手动电位计的测温方法。

3．掌握热电偶冷端温度影响及补偿方法。

二．实验仪器：

1．管状电炉

2．自耦变压器（带电流表）

3．广口保温瓶

4．动圈仪

5．热电偶

6．接线板（带调整电阻）

7．手动电位差计

8．30cm不锈钢直尺

三．实验内容

（一）热电偶配手动电位差计测温：

1．按图1-1接线，注意极性是否接对，接点是否牢固等。为保持热电偶冷端温度为零度，将热电偶冷端放置保温瓶中内冰水混合物中。

图1-1 热电偶温度计接线图

2．把双向开关打向手动电位差计进行测温。

3．手动电位差计使用方法：首先调整检流计的机械零点，其次把手动电位差计的双向开关打向并按住在“校正”位置，调整“工作电流”电位器，使检流计电流为零，然后把双向开关打向“测量（或未知）”位置，即可进行测量。注意：手动电位差计的双向开关在每一次测量完后，应置于中间位置，以减少干电池的耗电量。

4．短接调整电阻，再测一次炉温，以考察外阻对手动电位差计测温的影响。（二）热电偶配动圈仪测温：

1．把双向开关打向动圈仪进行测温。

2．调整仪表零点为零度，由于本实验中热电偶的冷端温度也为零度，这样动圈仪指示的温度就是电炉温度。

3．短接调整电阻，再测一次炉温，以考察外阻对动圈仪测温的影响。

（三）在测温点相同的条件下，同时用手动电位差计和动圈仪对炉温进行测量，将两个测量结果进行比较。

（四）改变测温点，重复（三），将电炉内的温度分布得到。测温点数不少于10个。

四．实验报告

1．实验数据记录及处理

动圈仪分度号量程

精度室温

2．画出热电偶配动圈仪和手动电位差计的接线图。

3．从实验结果讨论热电偶测量线路电阻的大小对于用动圈仪测量时如何影响，对于电位差计又是如何影响。

4．利用电位差计测得的热电势列式计算电炉温度，并与动圈仪指示值进行比较，如有差别，哪一个测量结果更为准确？

5．绘制电炉的温度分布曲线。

6．问题讨论：

（1）热电偶和动圈仪、手动电位差计配套使用时应注意哪些问题？（2）热电偶的补偿导线极性接错时，测量时会发生何种现象？

（3）试分析动圈仪、手动电位差计与热电偶配套使用时哪一个精度高。

实验二

电子电位差计的校验

一．实验目的：

1．熟悉自动电子电位差计的结构和校验方法。

2．掌握自动电子电位差计的使用方法和冷端自动补偿的作用。

3．了解热电偶线路可能出现的故障和检查方法。

二．实验仪器：

1．自动电子电位差计

2．玻璃温度计

3．手动电位差计

三．实验内容与步骤：

1．详细观察自动电子电位差计的结构，包括测量桥路、放大器、可逆电机和指示记录机构。

2．指示值的校验：

首先应对仪表零点和满刻度点进行校验，待调整并达到规定要求（误差在刻度面板上所示精度范围内）后，再校验其它刻度。

零点不合格，可调起始微调电阻R G’。

量程不合格，可调量程微调电阻R M’。（R G’，R M’本实验不调整）

指示误差的测定是用标准电位差计给被校表加入适当的电势（mV），使指

），与被校针与被校点刻度线重合，从标准电位差计读出加入的电势值（E

示

点相对应的电势值（E

，由被校仪表配用的热电偶的分度表查得）相比较

刻

计算出校验点上的指示误差。

本实验线路见下图：

其指示误差按下式计算： δ=

100ΕΕe ΕΕ⨯---下限

上限示刻％

δ—指示误差

e —补偿电阻处温度（即室温）相对应的电势值 E 上限—相对应的电势值 E 下限—相对应的电势值

3．不灵敏区（即变差）的校验：

仪表的不灵敏区指在输入信号增大（正向）和减小（反向）时在同一被校刻度线上输入信号实际值之差值，其数值可按下式计算：

Δ=

100E E E E ⨯--下限

上限下行程上行程％

仪表的变差不应超出仪表的允许误差，但过小也应避免。因为此时会产生仪表指针抖动或摆动不休的现象，无法准确指示记录，而不灵敏区太大时，对小信号没有反应，误差增大。

为获得所需的仪表不灵敏区的大小，可旋转放大器的灵敏度调节旋钮，以改变放大器的增益，即灵敏度高，不灵敏区就小，反之亦然

。

4．热电偶线路可能出现的故障

分别将热电偶信号①短路、②断开、③反接，注意观察电子电位差计的指针变化情况，从而学会判断和排除热电偶温度计常见故障。

5．考察量程电阻R M 及起始电阻R G 对量程和起点的影响：

用一电阻与R M 并联使量程电阻减小，观察仪表指针的变化，并判断量程的变化趋势；用同一方法也可考察R G 变化对起点的影响。

一． 实验报告

1．数据处理

热电偶分度号仪表量程精度