2009年控制儀表及裝置實驗指導(dǎo)書

1、控制儀表與裝置實驗指導(dǎo)書（過控裝備與控制工程教研室）南昌大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院二00七年三月前 言本實驗指導(dǎo)書系根據(jù)控制儀表及裝置課程及實驗室已有設(shè)備而設(shè)置的實驗內(nèi)容編寫的。通過實驗操作，使學(xué)生增強感性認(rèn)識，加深對書本理論知識的理解，提高動手能力，熟悉和掌握控制儀表及裝置實驗工作的一般方法，為將來的實驗工作和科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。實驗要求在實驗過程中，務(wù)必做到以下幾點：1、 實驗前必須預(yù)習(xí)有關(guān)實驗內(nèi)容；2、 進(jìn)入實驗室后，應(yīng)首先認(rèn)真聽取實驗介紹，以提高操作效率；3、 熟悉并檢查實驗裝置的組成部分及連線；4、 按實驗要求連接實驗裝置后，需經(jīng)老師檢查方可進(jìn)行操作；實驗過程中，應(yīng)遵守實驗室的規(guī)章制度，愛

2、護(hù)設(shè)備。在實驗過程中未按操作步驟進(jìn)行而造成儀器、設(shè)備、工具等損壞以及發(fā)生事故，待查明原因后，按學(xué)校有關(guān)規(guī)定予以賠償；5、 實驗后，各小組須整理清點實驗工具，并交老師核查；6、 按實驗具體要求，認(rèn)真完成實驗報告。 在做實驗報告時應(yīng)注意以下幾點：1、明確實驗?zāi)康模?、了解實驗內(nèi)容；3、熟悉實驗裝置；4、掌握實驗方法；5、制定實驗步驟；6、處理實驗數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、表格合理、圖形清晰）；7、得出實驗結(jié)果；8、提出分析建議（注意現(xiàn)象，分析誤差等原因）。目 錄一、 實驗一 智能型差壓變送器的認(rèn)識和校驗5二、 實驗二 III型溫度變送器的認(rèn)識和校驗8三、 實驗三 III型調(diào)節(jié)器的認(rèn)識和校驗11四、 實驗四

3、III型開方器的認(rèn)識和校驗16五、 實驗五 安全柵的認(rèn)識和校驗19實驗一 智能型差壓變送器的認(rèn)識和校驗一、實驗?zāi)康?、熟悉智能型差壓變送器的整體結(jié)構(gòu)及各部分的作用，進(jìn)一步理解差壓變送器的工作原理及整機特性；2、 掌握智能型差壓變送器的調(diào)校方法、零點遷移方法及精度測試方法；3、 了解智能差壓變送器的使用方法。二、實驗裝置（一）實驗所需儀器、設(shè)備1、智能型差壓變送器，1臺，0.2級，1151DP2、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，1臺；3、標(biāo)準(zhǔn)電流表，1只；4、 直流穩(wěn)壓電源，1只；5、 智能手操器，1只。（二）實驗裝置連接圖-用手操器進(jìn)行校表電流表電阻箱穩(wěn)壓電源差壓變送器手操器+-三、實驗指導(dǎo)（一）預(yù)備知識1、WT

4、1151DP型差壓變送器的主要技術(shù)指標(biāo)（詳見設(shè)備銘牌與說明書）主要內(nèi)容：型號、基本誤差、測量范圍、輸出電流、負(fù)載電阻、工作電源、線性誤差、變差、陰尼時間常數(shù)等。2、實驗注意事項（1）接線時，要注意電源極性。在完成接線后，應(yīng)檢查接線是否正確，氣路有無泄漏，并請指導(dǎo)老師確認(rèn)無誤后，方能通電。（2）沒通電，不加壓；先卸壓，再斷電。（3）一般儀表應(yīng)通電預(yù)熱15分鐘后再進(jìn)行校驗。3、實驗須知（1）對差壓變送器進(jìn)行調(diào)校前，應(yīng)先把阻尼關(guān)閉。（2）在對變送器進(jìn)行零點、量程調(diào)校前，應(yīng)將遷移取消，然后再進(jìn)行零點、時程調(diào)整。（3）對變送器進(jìn)行遷移時注意遷移后的被測壓力不得超過該儀表允許測量范圍上限值的絕對值，也不能

5、將量程壓縮到該表所允許的最小量程。（4）不要把電源信號線接到測試端子，否則會燒壞內(nèi)部二極管。（二）實驗原理電容式差壓變送器是一種沒有杠桿系統(tǒng)和整機負(fù)反饋環(huán)節(jié)的開環(huán)儀表，它采用差動電容作為檢測元件，整體結(jié)構(gòu)無機械傳動、調(diào)整裝置，各項調(diào)整都是由電氣元件調(diào)整來實現(xiàn)的。實質(zhì)上仍然是一種將輸入差壓信號線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA直流電流信號輸出的轉(zhuǎn)換器。結(jié)構(gòu)上主要有三個部件：敏感部件（測量部件）、放大板和調(diào)校板。變送器在投運前必須對各項性能及指標(biāo)進(jìn)行全部校驗?？梢酝ㄟ^外給標(biāo)準(zhǔn)的差壓值看其輸出值的方法檢查其精度或通過手操器改變量程來判定其精確度。（三）實驗內(nèi)容與步聚1、按圖正確接線。2、一般檢查。觀察儀

6、表的結(jié)構(gòu)，熟悉零點、量程、陰尼調(diào)節(jié)、正負(fù)遷移等的調(diào)整位置。3、通過手操器對零點和量程進(jìn)行調(diào)整。4、儀表精度的校驗。加標(biāo)準(zhǔn)值記錄其輸出值。一般測量其范圍的0%、25%、50%、75%、100%等5個點。（四）儀表校驗記錄單實驗用主要儀器、設(shè)備技術(shù)參數(shù)一覽表項目被校儀表標(biāo)準(zhǔn)儀器名稱型號規(guī)格精度數(shù)量制造廠出廠日期變送器實驗數(shù)據(jù)記錄表輸入輸入信號刻度分值0%25%50%75%100%輸入信號輸出輸出信號標(biāo)準(zhǔn)值實測值正行程反行程誤差實測值正行程反行程正、反行程電流差值實測基本誤差實測變差實測精度等級（五）數(shù)據(jù)處理1、數(shù)據(jù)處理時應(yīng)注意的問題（1）實驗前擬好實驗記錄表格。（2）實驗時一定要等現(xiàn)象穩(wěn)定后再讀數(shù)

7、、記錄，否則因滯后現(xiàn)象會給實驗結(jié)果帶來較大的誤差。2、運用正確的公式進(jìn)行誤差運算。3、整理實驗數(shù)據(jù)并將結(jié)果填入表格。4、分析變送器的靜態(tài)特性，畫出變送器輸入-輸出靜態(tài)特性曲線（包括正、反行程），求出最大非線性誤差。四、思考與問答1、1151差壓變送器主要由哪些部件構(gòu)成？2、你所調(diào)校的差壓變送器是智能式的嗎?請說出智能型差壓變送器比普通型差壓變送器具有哪些優(yōu)點?實驗二 型溫度變送器的認(rèn)識和校驗一、實驗?zāi)康?、熟悉型溫度變送器的具體結(jié)構(gòu)，III型溫度變送器的使用方法，從而進(jìn)一步理解其工作原理。2、學(xué)會熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器的零點調(diào)整、量程調(diào)整、零點遷移及精度校驗方法。3、掌握四線制溫度

8、變送器的應(yīng)用特性。二、實驗裝置（一）實驗所需儀器、設(shè)備1、熱電偶溫度變送器，1臺；2、熱電阻溫度變送器，1臺；3、毫伏信號發(fā)生器，1臺；4、標(biāo)準(zhǔn)手動電位差計，1臺；5、精密電阻箱，2臺；6、標(biāo)準(zhǔn)電流表，1只；7、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電壓表，1只；8、直流穩(wěn)壓電源，1只。（二）實驗裝置連接圖（各端子作用詳見產(chǎn)品說明書）電壓表穩(wěn)壓電源手動電位差計熱電偶溫度變送 器+-（輸出）（輸入）A電壓表穩(wěn)壓電源電阻箱熱電阻溫度變送 器（輸入）BC+-（輸出）-三、實驗指導(dǎo)（一）預(yù)備知識1、溫度變送器的主要技術(shù)指標(biāo)（詳見設(shè)備銘牌與說明書）主要內(nèi)容：型號、測量范圍、分度號、零點遷移、輸出信號、工作電源、基本誤差、變差、負(fù)載電

9、阻等。2、實驗注意事項（1）接線時，要注意極性。并且在通電15分鐘后再開始實驗。（2）實驗中以緩慢的速度輸入信號，以保證不產(chǎn)生過沖現(xiàn)象。（3）在調(diào)整電位器時不要用力過猛，防止擰壞。（4）實驗前，要準(zhǔn)備好校驗記錄單，并查熱電偶在各校驗點的溫度/毫伏對照表或熱電阻溫度/電阻對照表，將需要的數(shù)據(jù)查出并填入已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)記錄表中。（二）實驗原理型溫度變送器有三個品種：一種是將直流信號V線性地轉(zhuǎn)換成4-20MA直流電流或1-5V直流電壓輸出的直流毫伏變送器，另外兩種是分別與熱電偶和熱電阻相配合的，將溫度信號線性地轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的4-20MA直流電流信號和1-5V直流電壓信號輸出的熱電偶溫度變送器和熱電阻溫度

10、變送器。型溫度變送器的校驗原理是：利用毫伏信號發(fā)生器模擬熱電偶產(chǎn)生對應(yīng)于不同溫度值的毫伏信號作為變送器的輸入信號；利用精密的電阻箱產(chǎn)生對應(yīng)于不同溫度值的電阻信號作為變送器的輸入信號。通過調(diào)整相應(yīng)的電位器，從而實現(xiàn)變送器的零點、量程的調(diào)整和精度的校驗。注意在校驗熱電偶溫度變送器時是否存在冷端溫度的補償問題。（三）實驗內(nèi)容與步聚1、根據(jù)實驗原理與產(chǎn)品說明書正確接線。2、一般檢查。觀察儀表的結(jié)構(gòu)，熟悉零點、量程等的調(diào)整位置。3、零點和量程的調(diào)整（詳見說明書）。熱電偶偶溫度變送器：根據(jù)測量范圍，先調(diào)整手動電位差計的測量刻度盤為下限所對應(yīng)的熱電勢（考慮冷端溫度的影響），再調(diào)整毫伏信號發(fā)生器，使手動電位計

11、差達(dá)平衡，即給溫度變送器加入溫度下限值所對應(yīng)的電勢，觀察輸出電流表（或電壓表），調(diào)整零點電位器，使變送器輸出為4MA（或1V）。再用上述方法調(diào)手動電位差計和信號發(fā)生器，給溫度變送器加入上限溫度值對應(yīng)的熱電勢，調(diào)整量程電位器，使變送器的輸出信號為20MA（或5V）。同理，應(yīng)反復(fù)多次調(diào)整，直到零點和量程都滿足要求為止。熱電阻溫度變送器：根據(jù)測量范圍，調(diào)整代替熱電阻的精密電阻箱，加入溫度下限值對應(yīng)的電阻值，觀察輸出電流表（或電壓表）的讀數(shù)，調(diào)整零點電位器，使變送器輸出信號為4MA（或1V）。再調(diào)節(jié)精密電阻箱，加入上限溫度值對應(yīng)的電阻值，調(diào)整量程電位器，使變送器的輸出信號為20MA（或5V）。同理，應(yīng)

12、反復(fù)多次調(diào)整，直到零點和量程都滿足要求為止。4、儀表精度的校驗。將溫度測量范圍平均分成五點（量程的0%、25%、50%、75%、100%等5個點）進(jìn)行精度測試，在這五個點上其相應(yīng)的輸出信號應(yīng)分別是4、8、12、16、20MA。（四）儀表校驗記錄單實驗用主要儀器、設(shè)備技術(shù)參數(shù)一覽表項目被校儀表標(biāo)準(zhǔn)儀器名稱型號規(guī)格精度數(shù)量制造廠出廠日期熱電偶溫度變送器實驗數(shù)據(jù)記錄表輸入溫度分值0%25%50%75%100%毫伏信號輸出輸出信號標(biāo)準(zhǔn)值實測值正行程反行程誤差實測值正行程反行程正、反行程電流差值實測基本誤差實測變差實測精度等級熱電阻溫度變送器實驗數(shù)據(jù)記錄表輸入溫度分值0%25%50%75%100%電阻信

13、號輸出輸出信號標(biāo)準(zhǔn)值實測值正行程反行程誤差實測值正行程反行程正、反行程電流差值實測基本誤差實測變差實測精度等級（五）數(shù)據(jù)處理1、數(shù)據(jù)處理時應(yīng)注意的問題（1）實驗前擬好實驗記錄表格。（2）實驗時一定要等現(xiàn)象穩(wěn)定后再讀數(shù)、記錄，否則因滯后現(xiàn)象會給實驗結(jié)果帶來較大的誤差。2、運用正確的公式進(jìn)行誤差運算。注意若下限不是數(shù)據(jù)零的話，溫度的分值在每個點上要加上測量溫度的下限值。3、整理實驗數(shù)據(jù)并將結(jié)果填入表格。4、分析變送器的靜態(tài)特性，畫出變送器輸入-輸出靜態(tài)特性曲線（包括正、反行程），求出最大非線性誤差。5、根據(jù)實際的溫度變送器的端子圖，畫出實驗時的接線圖（與端子對應(yīng)）。四、思考與問答1、溫度變送器是由

14、哪些單元組成的？2、在實驗中，若是代替熱電偶的信號發(fā)生器與變送器的連接線斷開或代替熱電阻的標(biāo)準(zhǔn)電阻箱與變送器的連接線斷開，變送器輸出信號會如何變化？為什么？3、在選用溫度變送器（訂購儀表）時，要注意哪些問題？實驗三 型調(diào)節(jié)器的認(rèn)識和校驗一、實驗?zāi)康?、熟悉型調(diào)節(jié)的外型結(jié)構(gòu)，掌握III型調(diào)節(jié)器的操作方法，從而進(jìn)一步理解調(diào)節(jié)器的工作原理及整機特性。2、熟悉型調(diào)節(jié)器的功能，了解型調(diào)節(jié)器各可調(diào)部件的位置及作用。3、掌握型調(diào)節(jié)器的主要性能的調(diào)校、測試方法。二、實驗裝置（一）實驗所需儀器、設(shè)備1、型調(diào)節(jié)器，1臺；2、直流信號發(fā)生器，3臺；3、標(biāo)準(zhǔn)電流表，3臺；（可不用）4、數(shù)字電壓表，4臺；5、直流穩(wěn)壓電

15、源，1只；6、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，2只；（二）實驗裝置連接圖（各端子作用詳見產(chǎn)品說明書）電源VVVVS2S3S1調(diào)節(jié)器V標(biāo)準(zhǔn)電壓表，S1、S2、S3信號發(fā)生器三、實驗指導(dǎo)（一）預(yù)備知識1、型調(diào)節(jié)器的主要技術(shù)指標(biāo)（詳見設(shè)備銘牌與說明書）主要內(nèi)容：型號、輸入信號、外給定信號、輸出信號、負(fù)載電阻、比例度、積分時間、微分時間、微分增益、電源等。2、實驗注意事項（1）接線時，要注意電源的種類、極性，嚴(yán)防接錯電源。（2）首次通電前（包括更改接線后）應(yīng)請指導(dǎo)老師確認(rèn)無誤后方可通電。（3）動手調(diào)校前應(yīng)弄清調(diào)節(jié)器各調(diào)整部件的作用。凡實驗中未涉及的可調(diào)元件一律不得擅自調(diào)整。（4）調(diào)節(jié)器在調(diào)校前應(yīng)預(yù)熱15分鐘。（5）實驗前

16、，先準(zhǔn)備好實驗數(shù)據(jù)記錄表，并預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)處理部分的各項誤差計算公式。（二）實驗原理型調(diào)節(jié)器的主要功能是接受變送器來的測量信號，并將它與給定信號進(jìn)行比較得出偏差，對偏差進(jìn)行PID連續(xù)運算。通過改變P、I、D參數(shù)，可改變調(diào)節(jié)器控制作用的強弱。除此之外，還具有測量信號、給定信號及輸出信號的指示功能；手動/自動雙向切換功能；軟、硬手操等功能。因此，在對調(diào)節(jié)器進(jìn)行校驗時，首先必須對調(diào)節(jié)器面板上的三個指示表頭（測量、給定指示表及輸出指示表）的刻度進(jìn)行校驗，其次還要對調(diào)節(jié)器的P、I、D刻度進(jìn)行校驗，另外對調(diào)節(jié)器的手操特性、自動/手動切換特性也要進(jìn)行校驗。實驗連接圖中，其中S3是提供420MA的電流外給定信號對給

17、定指示刻度進(jìn)行校驗；S1是提供1-5V的測量信號對測量指示刻度進(jìn)行校驗；輸出電流指示表的校驗是利用軟手操扳鍵產(chǎn)生校驗信號，通過觀察輸出回路的標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)，從而實現(xiàn)其刻度校驗的。P、I、D的校驗，通過調(diào)節(jié)測量輸入信號發(fā)生器S2使輸入發(fā)生變化，從而產(chǎn)生調(diào)節(jié)器的偏差輸入，再觀察調(diào)節(jié)器的輸出電壓的變化情況，從而實現(xiàn)對比例度、積分時間、微分時間的刻度校驗。（三）實驗內(nèi)容與步聚1、準(zhǔn)備工作按實際設(shè)備的端子連接調(diào)節(jié)器的開環(huán)連接圖。熟悉調(diào)節(jié)器的外型、正面板布置。觀察側(cè)盤各可調(diào)部件的位置，測量、給定指示表的調(diào)零螺釘和量程調(diào)整電位器的位置，測量/標(biāo)定切換開關(guān)及標(biāo)定電壓調(diào)整電位器的位置；比例度旋鈕、積分時間旋鈕

18、、微分時間旋鈕、正/反作用開關(guān)、內(nèi)/外給定開關(guān)的位置，積分電容、微分電容、2%跟蹤電位器、500%跟蹤電位器的位置。2、一般檢查（1）儀表通電后先撥動自動/手動切換開關(guān)，置于“軟手動”或“硬手動”位置，操作軟手動扳鍵或硬手動撥桿，觀察調(diào)節(jié)器輸出指示表應(yīng)該隨之變化，否則說明儀表有故障。（2）把內(nèi)/外給定開關(guān)撥至“內(nèi)給定”，然后再操作給定撥輪，觀察給定指針應(yīng)隨著變化，否則說明儀表有故障。（3）將調(diào)節(jié)器側(cè)面“測量/標(biāo)定”開關(guān)撥至“標(biāo)定”位置，觀察調(diào)節(jié)器正面測量、給定指針是否同時指向50%刻度值附近，否則說明儀表有故障。3、調(diào)節(jié)器面板指示表的校驗（1）測量指示表的校驗各切換開關(guān)置于：軟手動、外給定、測

19、量、正作用、任意比例度、積分時間最大、微分時間最小、線路開關(guān)Ka。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器S1，緩慢增加測量信號，使測量指針依次對準(zhǔn)量程的0%、25%、50%、75%、100%刻度線，此時測量輸入回路數(shù)字電壓表讀數(shù)應(yīng)該分別為1V、2V、3V、4V、5V。先依次讀取正行程時電壓表的實際讀數(shù)，然后緩慢減小測量信號，用相同的方法依次讀取反行程時數(shù)字電壓表的實際讀數(shù)，并記錄之，填入表中。若誤差超過允許值，則輸入1V信號，調(diào)節(jié)指示單元板上相應(yīng)的“零點電位器”（或機械零點），使測量指針指在0%，再輸入5V信號，調(diào)節(jié)相應(yīng)的“量程電位器”，使測量指針指在100%，直到合格為止。（2）給定指示表的校驗各切換開關(guān)的位置同上

20、。調(diào)信號發(fā)生器S2，用上述相同的方法進(jìn)行給定指示表的校驗，將實驗結(jié)果填入表中。若誤差超過允許值，則反復(fù)調(diào)整指示單元板上相應(yīng)的“零點電位器”（或機械零點）、“量程電位器”，直到合格為止。（3）輸出指示表的校驗切換開關(guān)置于“硬手動”，其余同（1）。操作硬手動撥桿使輸出指針緩慢地停在0%、25%、50%、75%、100%刻度線上，輸出電壓應(yīng)分別為1V、2V、3V、4V、5V，在調(diào)節(jié)輸出回路的數(shù)字電壓表上讀取實際電壓值并記錄。若是誤差超過允許值，則取下輔助單元的蓋板，調(diào)整相應(yīng)的“零點電位器”和“量程電位器”（一般不允許輕易調(diào)整）。4、調(diào)節(jié)器PID參數(shù)刻度校驗比例度的刻度校驗：Ka（接通S1），并將調(diào)節(jié)

21、器各開關(guān)分別置于“正作用”、“外給定”、“軟手動”、“測量”；PID參數(shù)各旋鈕的位置分別置于：微分關(guān)斷、積分最大，使調(diào)節(jié)器處于純比例狀態(tài)。比例度的校驗點為25%、100%、200%三點。操作軟手操撥桿，使調(diào)節(jié)器輸出信號穩(wěn)定在量程的0%位置（V0為1V），調(diào)節(jié)信號發(fā)生器S1和S3，使測量和外給定信號均穩(wěn)定在1V，使偏差=0。實驗中對每個比例度校驗點的校驗，都要從這種狀態(tài)開始。校驗100%刻度：把比例度盤撥至25%刻度位置，切換開關(guān)由“軟手動”撥向“自動”，再調(diào)整測量信號（即調(diào)整調(diào)節(jié)器的偏差），使調(diào)節(jié)器的輸出信號變化全量程的100%（VO從1V到5V），記下此時輸入信號的變化量和輸出信號的變化量并

22、填入實驗記錄表，再求出實際比例度為比例度誤差。用同樣的方法校驗=100%刻度。校驗100%刻度：把比例度撥盤撥到200%刻度位置，調(diào)整測量信號，使輸入信號變化全量程的100%（VI從1V到5V），觀察調(diào)節(jié)器輸出信號的數(shù)值V0，記下此時輸入信號的變化量和輸出信號的變化量并記錄，同時求出實際比例度和比例度誤差。若誤差超過允許值，則調(diào)整比例度刻度盤旋鈕的初始值直到合格為止。最后把比例度的刻度調(diào)整到實際的100%位置，此位置是：在改變測量信號，使其在全量程（0%100%）之間變化時，輸出信號也在全量程（0%100%）之間變化，此時刻度盤所指的位置即為實際的100%。（四）儀表校驗記錄單實驗用主要儀器、

23、設(shè)備技術(shù)參數(shù)一覽表項目被校儀表標(biāo)準(zhǔn)儀器名稱型號規(guī)格精度數(shù)量制造廠出廠日期調(diào)節(jié)器正面板指示表的校驗記錄表項目被校表示值刻度0%25%50%75%100%測量指示表標(biāo)準(zhǔn)測量值實際測量值VI正行程反行程實際誤差正行程反行程正、反行程差值實際基本誤差%被校表允許基本誤差實測變差%被校表允許變差給定指示表標(biāo)準(zhǔn)給定值實際給定值VS正行程反行程實際誤差正行程反行程正、反行程差值實際基本誤差%被校表允許基本誤差實測變差%被校表允許變差輸出指示表標(biāo)準(zhǔn)輸出值VO實際輸出值VO正行程反行程實際誤差正行程反行程正、反行程差值實際基本誤差%被校表允許基本誤差實測變差%被校表允許變差比例度校驗記錄表比例度/%刻度值輸入變

24、化量輸出變化量實測比例度比例度誤差25410042004（五）數(shù)據(jù)處理1、數(shù)據(jù)處理時應(yīng)注意的問題（1）實驗前擬好實驗記錄表格。（2）實驗時一定要等現(xiàn)象穩(wěn)定后再讀數(shù)、記錄，否則因滯后現(xiàn)象會給實驗結(jié)果帶來較大的誤差。2、運用正確的公式進(jìn)行誤差運算。3、整理實驗數(shù)據(jù)并將結(jié)果填入表格。4、根據(jù)實際調(diào)節(jié)器的端子圖，畫出實驗時的接線圖（與端子對應(yīng)）。四、思考與問答1、調(diào)節(jié)器的手操功能是通過調(diào)節(jié)器的控制單元來進(jìn)行的，因此當(dāng)調(diào)節(jié)器的比例微分電路發(fā)生故障時，手操功能也跟著失靈。這句話對嗎？為什么？2、從軟手動撥向自動時，要注意什么問題？為什么？實驗四 型開方器的認(rèn)識和校驗一、實驗?zāi)康?、通過實驗了解型開方器的結(jié)

25、構(gòu)，理解其工作原理及整機特性。2、掌握型開方器的調(diào)校方法和儀表使用方法。3、通過實驗更進(jìn)一步理解開方器的小信號切除原理及掌握切除點調(diào)整方法。二、實驗裝置（一）實驗所需儀器、設(shè)備1、型開方器，1臺；2、校驗信號發(fā)生器，1臺；3、數(shù)字電壓表，2臺；4、直流穩(wěn)壓電源，1只。（二）實驗裝置連接圖（各端子作用詳見產(chǎn)品說明書）電壓表電源電壓表信號發(fā)生器開方器（輸入）（輸出）三、實驗指導(dǎo)（一）預(yù)備知識1、型開方器的主要技術(shù)指標(biāo)（詳見設(shè)備銘牌與說明書）主要內(nèi)容：型號、運算公式、輸入信號、輸出信號、電源、小信號切除、基本誤差、變差等。2、實驗注意事項（1）接線時，要注意電源的種類、極性，嚴(yán)防接錯電源。（2）首次

26、通電前（包括更改接線后）應(yīng)請指導(dǎo)老師確認(rèn)無誤后方可通電。（3）動手調(diào)校前應(yīng)弄清開方器各調(diào)整部件的作用。凡實驗中未涉及的可調(diào)元件一律不得擅自調(diào)整。（4）開方器在調(diào)校前應(yīng)預(yù)熱15分鐘。（5）實驗前，先準(zhǔn)備好實驗數(shù)據(jù)記錄表，并預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)處理部分的各項誤差計算公式。（二）實驗原理型開方器的作用是對1-5V輸入電壓VI信號進(jìn)行開方運算，運算結(jié)果仍以1-5V的直流電壓信號VO輸出或4-20MA直流IO輸出。它需與節(jié)流裝置、差壓變送器配合使用，使開方器的輸出電壓VO與流量呈線性關(guān)系，從而實現(xiàn)對流量信號的檢測。其輸入輸出關(guān)系。調(diào)校原理就是在儀表的輸入端用直流信號發(fā)生器輸入一定的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號VI，同時，觀察開方器

27、輸出電壓信號VO的大小，并將所測值與該校驗點的標(biāo)準(zhǔn)值相比較，算出誤差。如不符合要求，再重新調(diào)整或分析故障原因。（三）實驗內(nèi)容與步聚1、按圖接好線。2、起振點調(diào)整。如果量程也已調(diào)好，但各點的誤差仍然超過0.5%，則改變輸入電壓信號使VI為1%，調(diào)整起振點電位器，使輸出電壓VO為10%（1.4V）。3、小信號切除調(diào)整。先將小信號切除電位器逆時針旋到底，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器使輸入電壓信號VI=1.028V(0.7%)，這時輸出電壓值約為1.33V，再沿順時針方向慢慢轉(zhuǎn)動電位器，反復(fù)多次調(diào)整，直到輸出電壓突變到1V為止。4、基本誤差測試。根據(jù)型開方器基本運算式，分別算出輸出信號為VO的10%、25%、50%

28、、75%、100%所對應(yīng)的輸入信號VI應(yīng)為1.04V、1.25V、2.00V、3.25V、5.00V。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器使輸入電壓信號VI應(yīng)為1.04V、1.25V、2.00V、3.25V、5.00V，同時讀取輸出電壓信號VO對應(yīng)各校驗點的正行程值和反行程值。填入實驗數(shù)據(jù)記錄表并求出開方器的實際基本誤差和變差，若超出允許誤差，應(yīng)重新調(diào)整。（四）儀表校驗記錄單實驗用主要儀器、設(shè)備技術(shù)參數(shù)一覽表項目被校儀表標(biāo)準(zhǔn)儀器名稱型號規(guī)格精度數(shù)量制造廠出廠日期開方器基本誤差測試記錄表輸入信號VI校驗點104V125V20V325V50V輸出輸出信號刻度10%25%50%75%100%輸出信號標(biāo)準(zhǔn)值1.4V2.0V

29、3.0V4.0V5.0V實際測量值VO正行程反行程誤差實際誤差正行程反行程正、反行程差值實際基本誤差%被校表允許基本誤差實測變差%被校表允許變差儀表精度等級（五）數(shù)據(jù)處理1、數(shù)據(jù)處理時應(yīng)注意的問題（1）實驗前擬好實驗記錄表格。（2）實驗時一定要等現(xiàn)象穩(wěn)定后再讀數(shù)、記錄，否則因滯后現(xiàn)象會給實驗結(jié)果帶來較大的誤差。2、運用正確的公式進(jìn)行誤差運算。3、整理實驗數(shù)據(jù)并將結(jié)果填入表格。4、根據(jù)實際開方器的端子圖，畫出實驗時的接線圖（與端子對應(yīng)）。5、作出實測開方器的輸入VI與輸出VO特性曲線。四、思考與問答1、開方器的放大倍數(shù)隨著輸入信號的減小會作怎樣的變化？2、開方器為什么要設(shè)置小信號切除電路？實驗五

30、 安全柵的認(rèn)識和校驗一、實驗?zāi)康?、通過實驗了解隔離式安全柵的結(jié)構(gòu)及各組成部分的作用，以加深理解安全柵的作用及其原理。2、掌握隔離式安全柵的調(diào)校方法和使用方法。二、實驗裝置（一）實驗所需儀器、設(shè)備1、檢測端安全柵，1臺；2、操作端安全柵，1臺；3、直流信號發(fā)生器，1臺；4、直流數(shù)字電壓表，1只；5、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，1只；6、標(biāo)準(zhǔn)電流表，2只；7、直流穩(wěn)壓電源，1只。（二）實驗裝置連接圖（各端子作用詳見產(chǎn)品說明書）檢測端安全柵操作端安全柵電源電源電流表電流表電流表電壓表電阻箱信號發(fā)生器圖1圖2+-（輸出）（輸出）（輸入）（輸入）三、實驗指導(dǎo)（一）預(yù)備知識1、安全柵的主要技術(shù)指標(biāo)（詳見設(shè)備銘牌與說明書

31、，分檢測端安全柵與操作端安全柵）主要內(nèi)容：型號、輸入信號、輸出信號、負(fù)載電阻、基本誤差、電源、最大工作電流、最高開路電壓、最高短路電流等。2、實驗注意事項（1）接線時，應(yīng)根據(jù)安全柵的類型、型號，選擇不同的接線圖接線。（2）接線時，要注意電源標(biāo)準(zhǔn)和極性，并在通電預(yù)熱15分鐘后再開始校驗。（二）實驗原理安全柵作為控制室儀表及裝置與現(xiàn)場儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備，它一方面是起信號傳輸?shù)淖饔?，另一方面阻止足以產(chǎn)生爆炸危險的能量從非本安回路傳遞到本安回路，同時，檢測端安全柵還可為現(xiàn)場儀表提供電源。對檢測端安全柵的校驗（圖1），因為在其輸入端存在24V直流，故不能直接用有源信號對輸入端發(fā)送4-20MA信號。因此，將標(biāo)準(zhǔn)電阻箱RI作為一個無源信號源（模擬現(xiàn)場兩線制變送器），通過調(diào)整電阻箱RI從1.2K的變化，可在安全柵的輸入端產(chǎn)生4-20MA的直流電流信號，再通過觀察輸出端的數(shù)字電壓表的讀數(shù)VO就可實現(xiàn)對檢測端安全柵的校驗。對操作端安全柵的校驗（圖2），利用有源信號產(chǎn)生4-20MA的直流電流，來模擬調(diào)節(jié)器的輸出信號。通過觀察輸出端的標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)，就可實現(xiàn)對操作端安全柵的校驗。注意：由于安全柵是屬本安型儀表，所以儀表背后上側(cè)接線端子板為本安回路接線端子，下側(cè)端子板為非本安回路接線端子。（三）實驗內(nèi)容與步聚1、檢測端安全柵的校驗。（1）按圖1接好線。（2）零點、滿量程的校驗。首先調(diào)節(jié)電阻箱