自動調節儀表實驗指導書

2022-05-18 04:42:02 字數 4194 閱讀 3601

目錄1.附件一:壓力校驗幫浦結構原理2

2.附件二:溫度、壓力校驗資料記錄表3

3.附件三:電氣閥門定位器原理4

4.附錄四:壓力感測器的工作原理7

5.附錄五:鉑電阻分度號對照表10

6.附錄六:流量計安裝要求16

7.附錄七:流量計應用21

8.附錄八:溫度儀表安裝要求24

9.附錄九:壓力儀表安裝要求26

10.附錄十:智慧型儀表工作示意圖28

11.自動調節儀表

實驗專案一:電動執行器的使用及調校29

實驗專案二:氣動執行器的使用與調校30

實驗專案三:調節器與執行器及生產過程引數的檢測與控制

方法或控制方法(綜合性實驗31

12.自動檢測技術、自動化及儀表

實驗專案一:壓力、溫度儀表的使用及校驗33

實驗專案二:差壓變送器的使用特點及調校35

實驗專案三:流量檢測技術及儀表調校37

附件一壓力校驗幫浦結構原理

校驗器由手搖幫浦(1),油杯(5)兩個針形閥(3)(4),手掀幫浦(2),切斷閥和兩個單向閥等組成,彼此用導管連通,固定在底座(6)上,針形閥上裝有聯接螺母,用於聯接精密壓力表和被檢壓力表。

開啟油杯閥門,油杯裡灌滿規定的介質,左旋手搖幫浦手輪使其充滿油液,關閉油杯閥門,開啟其它閥門,上下壓手撳幫浦,使壓力表內充滿油液,然後右旋手搖幫浦手輪,使其到達校驗壓力進行調校。

□ 外形尺寸單位:mm

附件二溫度、壓力校驗資料記錄表

計算所用公式:

絕對誤差=儀表指示值-標準值

折合誤差=最大絕對誤差/儀表量程*100%

對於1.0級的表折合誤差應≤1.0%

變差=下行讀數-上行讀數max /量程*100%

上行:由低至高給儀表施加測量引數

下行:由高至低給儀表施加測量引數

附件三電氣閥門定位器原理

2.1 普通電氣閥門定位器工作原理

電氣閥門定位器是按力平衡原理設計工作的,其工作原理是在氣動閥門定位器的基礎上開發而成的電流訊號控制閥門定位器。

當從電動調節器來的電流訊號,輸入到力矩馬達元件的線圈時,在力矩馬達的氣隙中產生乙個磁場,它與永久磁鐵產生的磁場共同作用,使銜鐵產生乙個向左的力,主槓桿(銜鐵)繞支點⒂轉動,檔板靠近噴嘴,噴嘴背壓經放大器放大後,送入薄膜執行機構氣室,使閥杆向下移動,並帶動反饋杆繞支點轉動,連線在同一軸上的反饋凸輪作逆時針主向轉動,通過滾輪使付槓桿繞支點轉動,並將反饋彈簧⑾拉伸、彈簧對主槓桿的拉力與力矩馬達作用在主槓桿上的力矩相等時,械杆系統達到平衡狀態。此時,一定的訊號電流就與一定人閥門位置相對應。彈簧是作調整零位用的。

以上作用方式為正作用,若要改變作用方式,只要將凸輪翻轉,a向變成b向等,即可。

所謂正作用定位器,就是訊號電流增加,輸出壓力亦增加;所謂反作用定位器,就是訊號電流增加,輸出壓力則減少。

一台正作用執行機構只要裝上反作用定位器,就能實現反作用執行機構的動作;相反,一台反作用執行機構只要裝上反作用定位器,就能實現正作用執行機構的動作。

2.2 智慧型電氣閥門定位器工作原理

雖然智慧型電氣閥門定位器與傳統定位器從控制規律上基本相同,都是將輸入訊號與位置反饋進行比較後對輸出壓力訊號進行調節。但在執行元件上智慧型定位器和傳統定位器完全不同,也就是工作方式上二者完全不同。智慧型定位器以微處理器為核心,利用了新型的壓電閥代替傳統定位器中的噴嘴、擋板調壓系統來實現對輸出壓力的調節。

目前有很多廠家生產智慧型電氣閥門定位器,西門子公司的sipatt ps2系列智慧型電氣閥門定位器比較典型,具有一定代表性,下面以就以sipart ps2系列定位器為例,對智慧型定位器的工作原理進行說明,其基本結構如圖2所示:

其具體工作原理如下: 由閥杆位置感測器拾取閥門的實際開度訊號,通過a/d轉換變為數字編碼訊號,與定位器的輸入(設定)訊號的數字編碼在cpu中進行對比,計算二者偏差值。如偏差值超出定位精度,則cpu輸出指令使相應的開/關壓電閥動作,即:

當設定訊號大於閥位反饋時,公升壓壓電閥v一l開啟,輸出氣源壓力p1增大,執行機構氣室壓力增加是閥門開度增加,減小二者偏差;如設定訊號小於閥位反饋則排氣壓電閥v-2開啟,通過消音器排氣減小輸出氣源壓力p1,執行機構氣室壓力減小是閥門開度減小,二者偏差減小。正是通過cpu控制壓電閥來調節輸出氣源壓力的大小使輸入訊號與閥位達到新的平衡。

附錄四壓力感測器的工作原理

壓力感測器是工業實踐、儀器儀表控制中最為常用的一種感測器,並廣泛應用於各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、工具機、管道等眾多行業,江蘇省蘇科儀表****技術部的同志就簡單介紹一些常用感測器原理及其應用。

力學感測器的種類繁多,如電阻應變片壓力感測器、半導體應變片壓力感測器、壓阻式壓力感測器、電感式壓力感測器、電容式壓力感測器、諧振式壓力感測器及電容式加速度感測器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力感測器,它具有極低的**和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類感測器。

1、應變片壓力感測器原理與應用:

在了解壓阻式力感測器時,我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電訊號的敏感器件。它是壓阻式應變感測器的主要組成部分之一。

電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上,當基體受力發生應力變化時,電阻應變片也一起產生形變,使應變片的阻值發生改變,從而使加在電阻上的電壓發生變化。

這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小,一般這種應變片都組成應變電橋,並通過後續的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是a/d轉換和cpu)顯示或執行機構。

1.1、金屬電阻應變片的內部結構:它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途,電阻應變片的阻值可以由設計者設計,但電阻的取值範圍應注意:

阻值太小,所需的驅動電流太大,同時應變片的發熱致使本身的溫度過高,不同的環境中使用,使應變片的阻值變化太大,輸出零點漂移明顯,調零電路過於複雜。而電阻太大,阻抗太高,抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。

1.2、電阻應變片的工作原理:金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象,俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示:

式中: ρ——金屬導體的電阻率(ω·cm2/m)

s——導體的截面積(cm2)

l——導體的長度(m)

我們以金屬絲應變電阻為例,當金屬絲受外力作用時,其長度和截面積都會發生變化,從上式中可很容易看出,其電阻值即會發生改變,假如金屬絲受外力作用而伸長時,其長度增加,而截面積減少,電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時,長度減小而截面增加,電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓),即可獲得應變金屬絲的應變壓力。

2、陶瓷壓力感測器原理及應用:抗腐蝕的陶瓷壓力感測器沒有液體的傳遞,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連線成乙個惠斯登電路閉橋,由於壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產生乙個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓訊號,標準的訊號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.

0 / 3.3 mv/v等,可以和應變式感測器相相容。通過雷射標定,感測器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性,感測器自帶溫度補償0~70℃,並與絕大多數介質直接接觸。

陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度範圍高達-40~135℃,而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度》2kv,輸出訊號強,長期穩定性好。

高特性,低**的陶瓷感測器將是壓力感測器的發展方向,在歐美國家有全面替代其它型別感測器的趨勢,在中國也越來越多的使用者使用陶瓷感測器替代擴散矽壓力感測器。

3、擴散矽壓力感測器原理及應用:被測介質的壓力直接作用於感測器的膜片上(不鏽鋼或陶瓷),使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使感測器的電阻值發生變化,和用電子線路檢測這一變化,並轉換輸出乙個對應於這一壓力的標準測量訊號。

4、藍寶石壓力感測器原理與應用

利用應變電阻式工作原理,採用矽-藍寶石作為半導體敏感元件,具有無與倫比的計量特性。

藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成,不會發生滯後、疲勞和蠕變現象;藍寶石比矽要堅固,硬度更高,不怕形變;藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性(1000 oc以內),因此,利用矽-藍寶石製造的半導體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性極強;另外,矽-藍寶石半導體敏感元件,無p-n漂移,因此,從根本上簡化了製造工藝,提高了重複性,確保了高成品率。

用矽-藍寶石半導體敏感元件製造的壓力感測器和變送器,可在最惡劣的工作條件下正常工作,並且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、價效比高。

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