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《裝控專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)(控制方向)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、《裝控專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)》指導(dǎo)書(shū)(過(guò)程控制方向)目錄實(shí)驗(yàn)一電渦流式傳感器的特性實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)二光纖傳感器實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)三數(shù)字式熱電阻溫度變送器的調(diào)校實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)四毫伏變送器、數(shù)字調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器的調(diào)校實(shí)驗(yàn)8實(shí)驗(yàn)五單回路控制系統(tǒng)的模型求取和非線性控制實(shí)驗(yàn)10實(shí)驗(yàn)六單回路控制系統(tǒng)的控制參數(shù)整定實(shí)驗(yàn)1213實(shí)驗(yàn)一電渦流式傳感器的特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、工作特性。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究不同的渦流感應(yīng)材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)通過(guò)金屬體的磁通發(fā)生變化時(shí),就會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電流,這種電流在導(dǎo)體中是自行閉合的,這就是所謂的電渦流
2、。在圖1-1中,一個(gè)扁平線圈置于金屬導(dǎo)體附近,當(dāng)線圈中通有交變電流I1時(shí),線圈周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)H1,置于這一磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體就產(chǎn)生電渦流I2,電渦流也就產(chǎn)生一個(gè)新磁場(chǎng)H2,H2與H1方向相反,因而抵消部分原磁場(chǎng),使通電線圈的有效阻抗發(fā)生變化,這一物理現(xiàn)象稱(chēng)為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器由平面線圈和金屬渦流片組成,當(dāng)線圈中通以高頻交變電流后,與其平行的金屬片上感應(yīng)產(chǎn)生電渦流,電渦流的大小影響線圈的阻抗Z,而渦流的大小與金屬渦流片的電阻率、導(dǎo)磁率、厚度、溫度以及與線圈的距離X有關(guān)。當(dāng)平面線圈、被測(cè)體(渦流片)、激勵(lì)源已確定,并保持環(huán)境溫
3、度不變,阻抗Z只與X距離有關(guān)。將阻抗變化經(jīng)渦流變換器變換成電壓V輸出,則輸出電壓是距離X的單值函數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)所需部件CSY10傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀、電渦流線圈、金屬渦流片、電渦流變換器、測(cè)微頭、電壓表、穩(wěn)壓器。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1.差動(dòng)放大器增益置最小處(1倍),調(diào)零。安裝好電渦流線圈和金屬渦流片,注意兩者必須保持平行(必要時(shí)可稍許調(diào)整探頭角度)。安裝好測(cè)微頭,按圖1-2所示將電渦流線圈接入渦流變換器輸入端,直流穩(wěn)壓電源置+10V檔。差動(dòng)放大器在這里僅作為一個(gè)電平偏移電路。2.開(kāi)啟儀器電源,測(cè)微頭位移將電渦流線圈與渦流片分開(kāi)一定距離,此時(shí)輸出端
4、有一電壓值輸出。3.用測(cè)微頭帶動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)使平面線圈貼緊金屬渦流片,調(diào)節(jié)電位器WD,使系統(tǒng)輸出為零。4.旋動(dòng)測(cè)微頭使平面線圈離開(kāi)金屬渦流片,從電壓表開(kāi)始有讀數(shù)起每移動(dòng)0.25mm記錄一個(gè)讀數(shù)。將V、X數(shù)據(jù)填入表格,作出V-X曲線,求出線性范圍和靈敏度。5.重復(fù)上述步驟分別對(duì)鐵、銅、鋁被測(cè)體進(jìn)行測(cè)量,記錄數(shù)據(jù)。6.分別找出各被測(cè)體的線性范圍、靈敏度、最佳工作點(diǎn)(雙向或單向),并進(jìn)行比較。位移mm00.250.50.751.01.251.51.752.01.751.51.251.00.750.50.250電壓V位移mm00.250.50.75
5、1.01.251.51.752.01.751.51.251.00.750.50.250電壓V位移mm00.250.50.751.01.251.51.752.01.751.51.251.00.750.50.250電壓V13五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)基本原理、主要實(shí)驗(yàn)步驟;2.根據(jù)數(shù)據(jù)表格,在同一坐標(biāo)紙上作出三種材料的V-X曲線;求出每種材料的線性范圍、靈敏度和最佳工作點(diǎn),并進(jìn)行比較。3.用電渦流傳感器測(cè)量物體的位移時(shí),當(dāng)被測(cè)材料不同時(shí),要對(duì)傳感器的哪些方面進(jìn)行重新標(biāo)定?13實(shí)驗(yàn)二光纖傳感器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理1.反射式光纖位移
6、傳感器的工作原理如圖(2-1)所示,光纖采用Y型結(jié)構(gòu),兩束多模光纖一端合并組成光纖探頭,在傳感系統(tǒng)中,一支為接收光纖,另一支為光源光纖,光纖只起傳輸信號(hào)的作用。當(dāng)光發(fā)射器發(fā)生的紅外光,經(jīng)光源光纖照射至反射體,被反射的光經(jīng)接收光纖至光電轉(zhuǎn)換器,光電元件將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。其輸出的光強(qiáng)決定于反射體距光纖探頭的距離,通過(guò)對(duì)光強(qiáng)的檢測(cè)而得到位置量。輸出電壓(V)位移01234567mm光源光纖接收光纖△X反射體X圖(2-1)反射式光纖位移傳感器原理圖及輸出特性曲線2.當(dāng)光纖探頭與反射面的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化,光電變換器輸出電量也發(fā)生
7、周期變化,經(jīng)V/F電路變換成方波頻率信號(hào)輸出。二、實(shí)驗(yàn)所需部件光纖、光電轉(zhuǎn)換器、光電變換器、低頻振蕩器、電壓/頻率表、支架、反射片、測(cè)微頭、測(cè)速電機(jī)及轉(zhuǎn)盤(pán)、示波器三、實(shí)驗(yàn)步驟:1.觀察光纖結(jié)構(gòu):本儀器中光纖探頭為半圓型結(jié)構(gòu),由數(shù)百根光導(dǎo)纖維組成,一半為光源光纖,一半為接收光纖。2.將原裝在電渦流線圈支架上的電渦流線圈取下,裝上光纖探頭,探頭對(duì)準(zhǔn)鍍鉻反射片(即電渦流片)。3.振動(dòng)臺(tái)上裝上測(cè)微頭,開(kāi)啟電源,光電變換器Vo端接電壓表。旋動(dòng)測(cè)微頭,帶動(dòng)振動(dòng)平臺(tái),使光纖探頭端面緊貼反射鏡面(必要時(shí)可稍許調(diào)整探頭角度),此時(shí)Vo輸出為最小。然后旋動(dòng)
8、測(cè)微頭,使反射鏡面離開(kāi)探頭,每隔0.25mm讀一次電壓值填入下表,作出V-X曲線,曲線分前坡和后坡,通常測(cè)量是采用線性較好的前坡。X00.250.50.751.01.251.51.752.02.252.52