過程控制儀表及裝置
實驗指導書
編寫茂名學院康珏
2023年 7 月
前言過程控制儀表是實現生產過程自動化必不可少的工具。而過程控制儀表及裝置這門課程是電氣工程及其自動化專業的重要專業課之一，為了配合課堂教學，根據課程教學大綱要求，開設了過程控制儀表及裝置實驗課。為使實驗課能順利進行，編寫了過程控制儀表及裝置實驗指導書。
通過實驗，可以讓學生理論聯絡實際，加深對理論知識的理解和掌握，從而進一步認識過程控制儀表的基本結構和工作原理。通過實驗，學生還能掌握實驗儀器的正確使用和操作方法，學會主要儀表的調校及測試方法，培養實際動手能力和創新意識。
實驗指導書中包含九個實驗專案，每個實驗專案都包括：實驗目的、實驗內容、實驗裝置與儀器、試驗原理、注意事項、實驗步驟、思考題及實驗報告八項內容，實驗專案覆蓋每個章節，專案中有些實驗是必做，有些實驗是選做，老師可以根據具體的教學要求進行選取。另外，slpc可程式設計調節器的實驗可以安排成設計性實驗，詳細內容請參看slpc可程式設計調節器設計實驗任務書。
學生實驗守則
1、 上實驗課前，學生應做好實驗預習。著重領會實驗目的、要求。掌握實驗原理、步驟和方法。
2、 遵守實驗室各項規章制度，服從實驗室工作人員的指揮。文明實驗，不能穿拖鞋進入實驗室，不准亂扔雜物，不准在實驗室內嬉戲、喧嘩。
3、 嚴格遵守儀器裝置的操作規程。獨立思考細心觀察、如實記錄，對實驗現象和資料進行分析和處理。
4、 鼓勵學生自行設計實驗，使用前必須經過實驗指導人員的同意方可進行。
5、 對實驗室的公共財物要愛護，厲行節約，不准損壞和帶出實驗室，違者要追究責任。
6、 實驗操作結束後，學生必須整理好所用的實驗器材並填寫儀器使用記錄，經過實驗指導人員簽字後，方可離開實驗室，並獨立完成實驗報告。
操作規程
1、 熟悉各種控制儀表和裝置，懂得各種儀器的用途及各自的操作方法。
2、 外觀檢查，接線時注意電源極性，最好預熱半小時。
3、 在檢驗差壓變送器時，操作順序是：啟動時，先通電，再加壓，停止時先卸壓，再斷電，要看清楚差壓變送器的測量範圍，用定值器加壓時，不允許超過此範圍，否則打壞壓力表以及損壞變送器。
4、 使用螺絲刀進行儀表的零位、終點調整時，用力要均勻，防止損害元件。標準電位差計應水平放置，注意電位差計的檢流計旋扭，調整時，動作要緩慢，實驗完成後，開關置「斷」。
目錄實驗一膜盒式差壓變送器的校驗 1
實驗二電容式差壓變送器的校驗 4
實驗三熱電偶溫度變送器的校驗 7
實驗四熱電阻溫度變送器的校驗 10
實驗五模擬調節器開環校驗 13
實驗六 slpc可程式設計調節器的程式設計設計與操作 18
實驗七 slpc可程式設計調節器pid控制引數整定 22
實驗八執行器的調校 25
一、實驗目的
1．了解並熟悉膜盒式差壓變送器整體結構及各種部件的作用，進一步掌握膜盒式差壓變送器的工作原理。
2．掌握膜盒式差壓變送器的起點及終點調整、精度校驗方法。
3．掌握高、低量程的實現方法。
二、實驗專案
1． 掌握氣動定值器、標準電流錶、標準壓力表、標準電阻箱的使用方法。
2． 了解膜盒式差壓變送器整體結構，熟悉各調節螺釘的位置和用途。
3． 學會各儀器之間的正確接線，進一步理解二線制的概念。
4． 按照實驗步驟進行儀表的起點、終點調整，進行精度校驗。
5． 進行高、低量程檢查。
三、實驗裝置與儀器
1．膜盒式差壓變送器 1臺
2．標準電阻箱1個
3．氣動定值器1個
4．標準電流錶1臺
5．標準壓力表1個
6．大、小螺絲刀各1把
7．連線導線、氣壓導管若干
四、實驗原理
實驗接線如圖1-1所示。
圖1-1 膜盒式差壓變送器校驗接線圖
膜盒式差壓變送器是按照力矩平衡原理工作的。整機的方框圖如圖1-2所示。
圖1-2 膜盒式差壓變送器結構框圖
輸入差壓△pi與輸出io的關係如下：
(1)當儀表結構一定時,io與△pi成線性。
(2)△pi =0時，io =4ma，否則可改變lz大小（調整調零彈簧）。
(3)△pi = △pmax時，io =20ma否則可改變tgθ或kf大小（調整向量角或反饋線圈匝數）。
五、注意事項
1． 接線完成後需經過檢查才能通電。
2． 加入差壓訊號前注意變送器的量程，不許超出允許範圍。
3． 使用螺絲刀時，用力要均勻，防止損害元件。
4． 標準電流錶應水平放置，讀數時注意刻度、指標、視線應在同一水平線上。
六、實驗說明及操作步驟
1．由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。
2．實驗開始
（1）按圖接線，經檢查無誤後接通電源。
（2）連線氣源，檢查氣路的密閉性。
（3）用手輕按平衡錘，毫安表示值應隨之變化，並能聽到輕微吱叫聲。
檢查接線端子上高低檔連線片位置是否正確，當所需量程小於或等於儀表的最大範圍的1/3時，用低檔，反之用高檔。
（4）起點調整：當變送器輸入差壓為零時，用螺絲刀調整零點螺釘，使輸出電流io為4ma。
（5）終點調整：用定值器均勻、緩慢輸入變送器終點對應的差壓訊號，調整量程螺釘，使輸出電流io為20ma。
（6）反覆進行4、5項調整，直至起點和終點均滿足精度要求為止。
（7）精度校驗：將整個差壓範圍分為四等分，按0%、25%、50%、75%、100﹪逐點輸入相應的差壓值，訊號輸入時要注意上行程和下行程，不能搞錯。此時，分別記錄下變送器相應的輸出電流大小,計算出各誤差，基本誤差和變差的計算公式如下：
(7)在調好變送器的起點和終點之後，改變變送器的高低檔連線片位置，可以檢驗變送器的高低量程範圍，看看經過改變後變送器的輸出有什麼變化。
3．資料處理及實驗結果
七、實驗報告
1． 用專門的實驗報告紙進行。
2． 要求有實驗題目、目錄、實驗目的、實驗裝置及連線圖、自己做實驗的步驟，實驗資料記錄。
3． 計算各誤差、確定儀器的精度等級，並判斷所校驗的儀器是否合格，要有結論，完成思考題，最後寫出本次實驗的體會。
八、思考題
1． 膜盒式差壓變送器如何實現量程的調整的？
2． 向量機構的向量角大小對量程有何影響？
3． 說明高、低量程的跨接原理？
一、實驗目的
1．了解並熟悉電容式差壓變送器整體結構及各種部件的作用。
2．掌握電容式差壓變送器的工作原理。
3．掌握電容式差壓變送器的起點及終點調整、精度校驗、遷移的調整方法。
二、實驗專案
1．掌握氣動定值器、標準電流錶、標準壓力表、標準電阻箱的使用方法。
2．了解電容式差壓變送器整體結構，熟悉各調節螺釘的位置和用途。
3．按照實驗步驟進行儀表的起點、終點調整，進行精度、遷移校驗。
三、實驗裝置與儀器
1．電容式差壓變送器 1臺
2．標準電阻箱1個
3．氣動定值器1個
4．標準電流錶1臺
5．標準壓力表1個
6．大、小螺絲刀各1把
7．連線導線、氣壓導管若干
四、實驗原理
實驗接線如圖2-1所示。
圖2-1 電容式差壓變送器校驗接線圖
電容式差壓變送器是由測量和轉換兩部分串聯而構成。當被測差壓△p作用在金屬膜片上，使膜片產生微小位移△s，從而引起差動電容的電容量發生變化，通過測量電路和放大輸出電路將電容量的變化轉化為標準電流訊號輸出。
輸入差壓△pi與輸出io的關係如下：
(1)當儀表結構一定時,io與△pi成線性。
(2)△pi =0時，io =4ma，否則可改變α大小（調整調零電位器w2）。
(3)△pi = △pmax時，io =20ma否則可改變k 4大小（調整量程電位器w3）。
正、負遷移通過外接電阻進行，採用外掛程式的形式將外接電阻接入相應位置。
五、注意事項
1．接線完成後需經過檢查才能通電。
2．加入差壓訊號前注意變送器的量程，不許超出允許範圍。
3．使用螺絲刀時，用力要均勻，防止損害元件。
4．標準電流錶應水平放置，讀數時注意刻度、指標、視線應在同一水平線上。
六、實驗說明及操作步驟
1．由實驗指導人員講解本實驗的基本要求、操作和注意事項。
2．實驗開始
（1）按圖接線，經檢查無誤後接通電源。
（2）起點調整：當變送器輸入差壓為零時，調整零點螺釘，標有「z」的位置，使輸出電流io為4ma。
（3）終點調整：輸入變送器終點對應的差壓訊號，調整量程螺釘，標有「r」的位置，使輸出電流io為20ma。
（4）反覆進行2、3項調整，直至起點和終點均滿足精度要求為止。
（5）精度校驗：將整個差壓範圍分為四等分，按0%、25%、50%、75%、100﹪逐點輸入相應的差壓值，訊號輸入時要注意上行程和下行程，不能搞錯。此時，分別記錄下變送器相應的輸出電流大小,然後計算各誤差。
基本誤差和變差的計算公式如下：
(6)在調好變送器的起點和終點之後，進行零點遷移。根據正遷移或負遷移，將外掛程式sw1插在相應的位置上。（正遷移插到sz側，負遷移插到e2側）。
然後給變送器加輸入訊號，輸入訊號的大小可自行選定，但不能超過變送器的允許數值。調整零點螺釘「z」使變送器輸出電流為4ma。最後檢查起點和終點，看看經過遷移後變送器的量程和零點有什麼變化。
必要時可進行微調。
3．資料處理及實驗結果
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