傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書

1、傳感器實驗指導書傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書目 錄實驗一 應變片單臂電橋性能實驗.1實驗二 應變片半橋性能實驗.6實驗三 應變片全橋性能實驗.8實驗四 應變片直流全橋的應用電子秤實驗.10實驗五 壓阻式壓力傳感器測量壓力特性實驗.11實驗六 差動變壓器的性能實驗.13實驗七 差動變壓器測位移實驗.19實驗八 開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速實驗.22實驗九 光電傳感器測轉(zhuǎn)速實驗.24實驗十 光電傳感器控制電機轉(zhuǎn)速實驗.26實驗十一 溫度源的溫度調(diào)節(jié)控制實驗.35實驗十二 PT100 鉑電阻測溫特性實驗.39實驗十三 CU50 銅熱電阻測溫特性實驗.45實驗十四 K 熱電偶測溫性能實驗.47實驗十五 磁電式

2、傳感器測轉(zhuǎn)速實驗.53傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書1實驗一 應變片單臂電橋性能實驗一、一、實驗目的：實驗目的：了解電阻應變片的工作原理與應用掌握應變片測量電路二、二、基本原理：基本原理：1、應變片簡介電阻應變式傳感器是在彈性元件上通過特定工藝粘貼電阻應變片來組成。金屬箔式應變片是在用苯酚、環(huán)氧樹脂等絕緣材料的基板上，粘貼直徑為0.025mm 左右的金屬絲或金屬箔制成，如圖 11 所示。(a) 絲式應變片 (b) 箔式應變片圖 11 應變片結(jié)構(gòu)圖本實驗以金屬箔式應變片為研究對象。金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應變敏感元件，與絲式應變片工作原理相同。電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其

3、電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關(guān)系式為：RRK 式中：RR 為電阻絲電阻相對變化，K 為應變靈敏系數(shù),=L/L 為電阻絲長度相對變化。此類傳感器主要是通過一定的機械裝置將被測量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由電阻應變片將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化，再通過測量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號輸出。它可用于各種非電物理量的檢測，如力、壓力、加速度、力矩、重量等。2、測量電路為了將電阻應變式傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號，在應用中一般采用電橋電路作為其測量電路。電橋電路按其工作方式分有單臂、雙臂和全橋三種，各自特點如下：傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書2單臂工作輸出信

4、號最小，線性、穩(wěn)定性較差雙臂輸出是單臂的兩倍，性能比單臂有所改善全橋工作時的輸出是單臂時的四倍，性能最好因此，為了得到較大的輸出電壓信號一般都采用雙臂或全橋工作?；倦娐啡鐖D 12（a） 、 （b） 、 （c）所示。（a）單臂 （b）半橋 （c）全橋圖 12 應變片測量電路（a） 、單臂Uo(14)(R1R1)E(14)(RR)E(14)KE(b)、雙臂(半橋)Uo(12)(RR)E(12)KE(C)、全橋Uo(RR)EKE3、箔式應變片單臂電橋?qū)嶒炘韴D 圖 13 應變片單臂電橋性能實驗原理圖 圖中 R5、R6、R7 為 350 固定電阻，R1 為應變片； RW1 和 R8 組成電橋調(diào)平衡網(wǎng)

5、絡(luò)，E 為供橋電源4V。橋路輸出電壓 Uo(14)(R4R4)E(14)(RR)E(14)KE 。差動放大器輸出為 Vo。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書3三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的2V10V（步進可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、15V 直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應變式傳感器實驗模板、托盤、砝碼； 4位數(shù)21顯萬用表（自備） 。四、實驗步驟：四、實驗步驟：1 1、將托盤安裝到傳感器上、將托盤安裝到傳感器上，如圖 14 所示。圖 14 傳感器托盤安裝示意圖2 2、測量應變片的阻值、測量應變片的阻值托盤上無重物時，分別測量應變片 R1、R2、R3、R4 的阻值。在傳感器的托盤上放置 10 只（2

6、00g）砝碼后再分別測量R1、R2、R3、R4 的阻值，分析應變片的受力后阻值變化。3 3、實驗模板中的差動放大器調(diào)零、實驗模板中的差動放大器調(diào)零按圖 16 示意接線將主機箱上的電壓表量程切換開關(guān)切換到 2V 檔檢查接線無誤后合上主機箱電源開關(guān)調(diào)節(jié)放大器的增益電位器 RW3 合適位置(先順時針輕輕轉(zhuǎn)到底，再逆時針回轉(zhuǎn) 1 圈)調(diào)節(jié)實驗模板放大器的調(diào)零電位器 RW4，使電壓表顯示為零R1()R2()R3()R4()無砝碼時有砝碼時傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書4圖 16 差動放在器調(diào)零接線示意圖4 4、應變片單臂電橋?qū)嶒?、應變片單臂電橋?qū)嶒炾P(guān)閉主機箱電源，按圖 17 示意圖接線將2V10V 可調(diào)電源

7、調(diào)節(jié)到4V 檔檢查接線無誤后合上主機箱電源開關(guān)調(diào)節(jié)實驗模板上的橋路平衡電位器 RW1，使主機箱電壓表顯示為零在傳感器的托盤上依次增加放置一只 20g 砝碼(盡量靠近托盤的中心點放置)，讀取相應的數(shù)顯表電壓值，記下實驗數(shù)據(jù)填入表 1。圖 17 應變片單臂電橋?qū)嶒灲泳€示意圖表 1 應變片單臂電橋性能實驗數(shù)據(jù)重量(g)傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書5電壓(mV)5 5、分析數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù) 根據(jù)表 1 數(shù)據(jù)作出曲線 計算系統(tǒng)靈敏度 SV/W（V 輸出電壓變化量，W 重量變化量） 計算系統(tǒng)非線性誤差 ，=m/yFS 100 式中 m 為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差：yFS滿量程輸出平均值

8、，此處為 200g。6 6、實驗完畢，關(guān)閉電源。、實驗完畢，關(guān)閉電源。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書6實驗二 應變片半橋性能實驗一、實驗目的：一、實驗目的：了解應變片半橋（雙臂）工作特點及性能。二、基本原理：二、基本原理：應變片基本原理參閱實驗一。應變片半橋特性實驗原理如圖21 所示。不同應力方向的兩片應變片接入電橋作為鄰邊，輸出靈敏度提高，非線性得到改善。其橋路輸出電壓 Uo(12)(RR)E(12)KE 。圖 21 應變片半橋特性實驗原理圖三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的2V10V（步進可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、15V 直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應變式傳感器實驗模板、托盤、砝碼。四、實

9、驗步驟：四、實驗步驟：1、按實驗一（單臂電橋性能實驗）中的步驟 1 和步驟 3 實驗。 2、關(guān)閉主機箱電源，除將圖 17 改成圖 22 示意圖接線外，其它按實驗一中的步驟 4 實驗。讀取相應的數(shù)顯表電壓值，填入表 2 中。圖 22 應變片半橋?qū)嶒灲泳€示意圖傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書7表 2 應變片半橋?qū)嶒灁?shù)據(jù)重量(g)0電壓(mV)03、根據(jù)表 2 實驗數(shù)據(jù)作出實驗曲線，計算靈敏度 SV/W，非線性誤差 。實驗完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：五、思考題：半橋測量時兩片不同受力狀態(tài)的電阻應變片接入電橋時，應放在：（1）對邊（2）鄰邊。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書8實驗三 應變片全橋性能實驗一、實驗目的

10、：一、實驗目的：了解應變片全橋工作特點及性能。二、基本原理：二、基本原理：應變片基本原理參閱實驗一。應變片全橋特性實驗原理如圖31 所示。應變片全橋測量電路中，將應力方向相同的兩應變片接入電橋?qū)?，相反的應變片接入電橋鄰邊。當應變片初始阻值：R1R2R3R4，其變化值R1R2R3R4 時，其橋路輸出電壓 Uo(RR)EKE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性得到改善。圖 31 應變片全橋特性實驗接線示意圖三、需用器件和單元：三、需用器件和單元：主機箱中的2V10V（步進可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、15V 直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應變式傳感器實驗模板、托盤、砝碼。四、實驗步驟：四、實驗步驟： 實驗步驟

11、與方法（除了按圖 32 示意接線外）參照實驗二，將實驗數(shù)據(jù)填入表 3 作出實驗曲線并進行靈敏度和非線性誤差計算。實驗完畢，關(guān)閉電源。圖 32 應變片全橋性能實驗接線示意圖傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書9表 3 全橋性能實驗數(shù)據(jù)重量(g)電壓(mV)五、思考題：五、思考題： 測量中，當兩組對邊（R1、R3 為對邊）電阻值 R 相同時，即R1R3，R2R4，而 R1R2 時，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不可以。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書10實驗四 應變片直流全橋的應用電子秤實驗一、實驗目的：一、實驗目的：了解應變直流全橋的應用及電路的標定。二、基本原理：二、基本原理：常用的稱重傳感器就是應用了箔

12、式應變片及其全橋測量電路。數(shù)字電子秤實驗原理如圖 41。本實驗只做放大器輸出 Vo 實驗，通過對電路的標定使電路輸出的電壓值為重量對應值，電壓量綱（V）改為重量量綱（g）即成為一臺原始電子秤。圖 41 數(shù)字電子稱原理框圖三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的2V10V（步進可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、15V 直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應變式傳感器實驗模板、托盤、砝碼。四、實驗步驟四、實驗步驟： 1、按實驗一中的 1 和 3 步驟實驗。 2、關(guān)閉主機箱電源，按圖 32 （應變片全橋性能實驗接線示意圖）示意接線，將2V10V 可調(diào)電源調(diào)節(jié)到4V 檔。檢查接線無誤后合上主機箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)實驗模板上

13、的橋路平衡電位器 RW1，使主機箱電壓表顯示為零； 3、將 10 只砝碼全部置于傳感器的托盤上，調(diào)節(jié)電位器 RW3（增益即滿量程調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為 0.200V(2V 檔測量)。 4、拿去托盤上的所有砝碼，調(diào)節(jié)電位器 RW4（零位調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為 0.000V。 5、重復 3、4 步驟的標定過程，一直到精確為止，把電壓量綱 V 改為重量綱 g，將砝碼依次放在托盤上稱重；放上筆、鑰匙之類的小東西稱一下重量。實驗完畢，關(guān)閉電源。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書11實驗五 壓阻式壓力傳感器測量壓力特性實驗一、實驗目的：一、實驗目的：了解擴散硅壓阻式壓力傳感器測量壓力的原理和標定方法。二、基本原理：二

14、、基本原理：擴散硅壓阻式壓力傳感器的工作機理是半導體應變片的壓阻效應，在半導體受力變形時會暫時改變晶體結(jié)構(gòu)的對稱性，因而改變了半導體的導電機理，使得它的電阻率發(fā)生變化，這種物理現(xiàn)象稱之為半導體的壓阻效應 。一般半導體應變采用 N 型單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍擴散出多個半導體電阻應變薄膜（擴散出 P 型或 N 型電阻條）組成電橋。在壓力（壓強）作用下彈性元件產(chǎn)生應力，半導體電阻應變薄膜的電阻率產(chǎn)生很大變化，引起電阻的變化，經(jīng)電橋轉(zhuǎn)換成電壓輸出，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。圖 51 為壓阻式壓力傳感器壓力測量實驗原理圖。 圖 51 壓阻式壓力傳感器壓力測量實驗原理三、

15、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的氣壓表、氣源接口、電壓表、直流穩(wěn)壓電源15V、2V10V（步進可調(diào)） ；壓阻式壓力傳感器、壓力傳感器實驗模板、引壓膠管。四、實驗步驟四、實驗步驟： 1、按 52 示意圖安裝傳感器、連接引壓管和電路：將壓力傳感器安裝在壓力傳感器實驗模板的傳感器支架上；引壓膠管一端插入主機箱面板上的氣源的快速接口中（注意管子拆卸時請用雙指按住氣源快速接口邊緣往內(nèi)壓，則可輕松拉出） ，另一端口與壓力傳感器相連；壓力傳感器引線為 4 芯線(專用引線)，壓力傳感器的 1 端接地，2 端為輸出 Vo，3 端接電源4V，4 端為輸出傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書12Vo。具體接線見

16、圖 52。圖 52 壓阻式壓力傳感器測壓實驗安裝、接線示意圖 2、將主機箱中電壓表量程切換開關(guān)切到 2V 檔；可調(diào)電源2V10V 調(diào)節(jié)到4V 檔。實驗模板上 RW1 用于調(diào)節(jié)放大器增益、RW2 用于調(diào)零，將RW1 調(diào)節(jié)到的 13 位置(即逆時針旋到底再順時針旋 3 圈)。合上主機箱電源開關(guān)，仔細調(diào)節(jié) RW2 使主機箱電壓表顯示為零。 3、合上主機箱上的氣源開關(guān)，啟動壓縮泵，逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計下端調(diào)壓閥的旋鈕，此時可看到流量計中的滾珠在向上浮起懸于玻璃管中，同時觀察氣壓表和電壓表的變化。 4、調(diào)節(jié)流量計旋鈕，使氣壓表顯示某一值，觀察電壓表顯示的數(shù)值。 5、仔細地逐步調(diào)節(jié)流量計旋鈕，使壓力在 2

17、kPa18kPa 之間變化（氣壓表顯示值） ，每上升 1kPa 氣壓分別讀取電壓表讀數(shù)，將數(shù)值列于表 5。 表 5 壓阻式壓力傳感器測壓實驗數(shù)據(jù)P(kPa)Vo(p-p) 6、畫出實驗曲線計算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。 7、如果本實驗裝置要成為一個壓力計，則必須對電路進行標定，方法采用逼近法：輸入 4kPa 氣壓，調(diào)節(jié) Rw2（低限調(diào)節(jié)） ，使電壓表顯示 0.3V(有意偏小)，當輸入 16kPa 氣壓，調(diào)節(jié) Rw1（高限調(diào)節(jié)）使電壓表顯示 1.3V(有意偏小)；再調(diào)氣壓為 4kPa，調(diào)節(jié) Rw2（低限調(diào)節(jié)） ，使電壓表顯示 0.35V(有意偏小)，調(diào)氣壓為 16kPa，調(diào)節(jié) Rw1（高限調(diào)節(jié)

18、）使電壓表顯示 1.4V(有意偏小)；這個過程反復調(diào)節(jié)直到逼近自己的要求(4kpa 對應 0.4V，16kpa 對應 1.6V)即可。實驗傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書13完畢，關(guān)閉電源。實驗六 差動變壓器的性能實驗一、實驗目的：一、實驗目的：了解差動變壓器的工作原理和特性。二、基本原理：二、基本原理：差動變壓器的工作原理電磁互感原理。差動變壓器的結(jié)構(gòu)如圖61 所示，由一個一次繞組 1 和二個二次繞組 2、3 及一個銜鐵 4 組成。差動變壓器一、二次繞組間的耦合能隨銜鐵的移動而變化，即繞組間的互感隨被測位移改變而變化。由于把二個二次繞組反向串接（同名端相接） ，以差動電勢輸出，所以把這種傳感器稱為

19、差動變壓器式電感傳感器，通常簡稱差動變壓器。 當差動變壓器工作在理想情況下（忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響） ，它的等效電路如圖 62 所示。圖中 U1 為一次繞組激勵電壓；M1、M2分別為一次繞組與兩個二次繞組間的互感：L1、R1 分別為一次繞組的電感和有效電阻；L21、L22 分別為兩個二次繞組的電感；R21、R22 分別為兩個二次繞組的有效電阻。對于差動變壓器，當銜鐵處于中間位置時，兩個二次繞組互感相同，因而由一次側(cè)激勵引起的感應電動勢相同。由于兩個二次繞組反向串接，所以差動輸出電動勢為零。當銜鐵移向二次繞組 L21，這時互感 M1 大，M2 小， 圖 61 差動變壓器的結(jié)構(gòu)示意

20、圖 圖 62 差動變壓器的等效電路圖因而二次繞組 L21 內(nèi)感應電動勢大于二次繞組 L22 內(nèi)感應電動勢，這時差動輸出電動勢不為零。在傳感器的量程內(nèi)，銜鐵位移越大，差動輸出電動勢就越大。同樣道理，當銜鐵向二次繞組 L22 一邊移動差動輸出電動勢仍不為零，但由于移動方向改變，所以輸出電動勢反相。因此通過差動變壓器輸出電動勢的大小傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書14和相位可以知道銜鐵位移量的大小和方向。由圖 112 可以看出一次繞組的電流為：二次繞組的感應動勢為： 由于二次繞組反向串接，所以輸出總電動勢為：其有效值為：差動變壓器的輸出特性曲線如圖 63 所示.圖中 E21、E22 分別為兩個二次繞組的輸

21、出感應電動勢，E2 為差動輸出電動勢，x 表示銜鐵偏離中心位置的距離。其中 E2 的實線表示理想的輸出特性，而虛線部分表示實際的輸出特性。E0 為零點殘余電動勢，這是由于差動變壓器制作上的不對稱以及鐵心位置等因素所造成的。零點殘余電動勢的存在，使得傳感器的輸出特性在零點附近不靈敏，給測量帶來誤差，此值的大小是衡量差動變壓器性能好壞的重要指標。為了減小零點殘余電動勢可采取以下方法：圖 63 差動變壓器輸出特性1、盡可能保證傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)及磁路的對稱。磁性材料要經(jīng)過處理，消除內(nèi)部的殘余應力，使其性能均勻穩(wěn)定。2、選用合適的測量電路，如采用相敏整流電路。既可判別銜鐵移動方向又可改善輸出

22、特性，減小零點殘余電動勢。 3、采用補償線路減小零點殘余電動勢。圖 64 是其中典型的幾種減小零點殘傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書15余電動勢的補償電路。在差動變壓器的線圈中串、并適當數(shù)值的電阻電容元件，當調(diào)整 W1、W2 時，可使零點殘余電動勢減小。(a) (b) (c)圖 64 減小零點殘余電動勢電路三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的15V 直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器；差動變壓器、差動變壓器實驗模板、測微頭、雙蹤示波器。四、實驗步驟：四、實驗步驟： 附：測微頭的組成與使用附：測微頭的組成與使用測微頭組成和讀數(shù)如圖 65測微頭讀數(shù)圖圖 65 測位頭組成與讀數(shù) 測微頭組成： 測微頭由

23、不可動部分安裝套、軸套和可動部分測桿、微分筒、微調(diào)鈕組成。 測微頭讀數(shù)與使用：測微頭的安裝套便于在支架座上固定安裝，軸套上的主尺有兩排刻度線，標有數(shù)字的是整毫米刻線(1mm格)，另一排是半毫米刻線(0.5mm格)；微分筒前部圓周表面上刻有 50 等分的刻線(0.01mm格)。 用手旋轉(zhuǎn)微分筒或微調(diào)鈕時，測桿就沿軸線方向進退。微分筒每轉(zhuǎn)過 1 格，測桿沿軸方向移動微小位移 0.01mm，這也叫測微頭的分度值。 測微頭的讀數(shù)方法是先讀軸套主尺上露出的刻度數(shù)值，注意半毫米刻線；傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書16再讀與主尺橫線對準微分筒上的數(shù)值、可以估讀 110 分度，如圖 6-5 甲讀數(shù)為 3.678m

24、m，不是 3.178mm；遇到微分筒邊緣前端與主尺上某條刻線重合時，應看微分筒的示值是否過零，如圖 65 乙已過零則讀 2.514mm；如圖 65 丙未過零，則不應讀為 2mm，讀數(shù)應為 1.980mm。 測微頭使用：測微頭在實驗中是用來產(chǎn)生位移并指示出位移量的工具。一般測微頭在使用前，首先轉(zhuǎn)動微分筒到 10mm 處(為了保留測桿軸向前、后位移的余量)，再將測微頭軸套上的主尺橫線面向自己安裝到專用支架座上，移動測微頭的安裝套(測微頭整體移動)使測桿與被測體連接并使被測體處于合適位置(視具體實驗而定)時再擰緊支架座上的緊固螺釘。當轉(zhuǎn)動測微頭的微分筒時，被測體就會隨測桿而位移。 1、差動變壓器、測

25、微頭及實驗模板按圖 66 示意安裝、接線。實驗模板中的 L1 為差動變壓器的初級線圈，L2、L3 為次級線圈，號為同名端；L1 的激勵電壓必須從主機箱中音頻振蕩器的 Lv 端子引入。檢查接線無誤后合上主機箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率為 4kHz5kHz、幅度為峰峰值 Vp-p2V 作為差動變壓器初級線圈的激勵電壓(示波器設(shè)置提示：觸發(fā)源選擇內(nèi)觸發(fā) CH1、水平掃描速度 TIME/DIV 在 0.1mS10S 范圍內(nèi)選擇、觸發(fā)方式選擇AUTO 。垂直顯示方式為雙蹤顯示 DUAL、垂直輸入耦合方式選擇交流耦合AC、CH1 靈敏度 VOLTS/DIV 在 0.5V1V 范圍內(nèi)選擇、CH2 靈敏度

26、VOLTS/DIV 在 0.1V50mV 范圍內(nèi)選擇)。圖 66 差動變壓器性能實驗安裝、接線示意圖 2、差動變壓器的性能實驗：使用測微頭時，當來回調(diào)節(jié)微分筒使測桿產(chǎn)生位移的過程中本身存在機械回程差，為消除這種機械回差可用如下 a、b 兩種方法實驗，建議用 b 方法可以檢測到差動變壓器零點殘余電壓附近的死區(qū)范圍。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書17a、調(diào)節(jié)測微頭的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的 0 刻度線對準軸套的 10mm 刻度線。松開安裝測微頭的緊固螺釘，移動測微頭的安裝套使示波器第二通道顯示的波形 Vp-p(峰峰值)為較小值(越小越好，變壓器鐵芯大約處在中間位置)時，擰緊緊固螺釘。

27、仔細調(diào)節(jié)測微頭的微分筒使示波器第二通道顯示的波形 Vp-p 為最小值(零點殘余電壓)并定為位移的相對零點。這時可假設(shè)其中一個方向為正位移，另一個方向位移為負，從 Vp-p 最小開始旋動測微頭的微分筒，每隔X=0.2mm(可取 30 點值)從示波器上讀出輸出電壓 Vp-p 值，填入下表，再將測位頭位移退回到 Vp-p 最小處開始反方向(也取 30 點值)做相同的位移實驗。在實驗過程中請注意：從 Vp-p 最小處決定位移方向后，測微頭只能按所定方向調(diào)節(jié)位移，中途不允許回調(diào)，否則，由于測微頭存在機械回差而引起位移誤差；所以，實驗時每點位移量須仔細調(diào)節(jié)，絕對不能調(diào)節(jié)過量，如過量則只好剔除這一點粗大誤差

28、繼續(xù)做下一點實驗或者回到零點重新做實驗。當一個方向行程實驗結(jié)束，做另一方向時，測微頭回到 Vp-p 最小處時它的位移讀數(shù)有變化(沒有回到原來起始位置)是正常的，做實驗時位移取相對變化量X 為定值，與測微頭的起始點定在哪一根刻度線上沒有關(guān)系，只要中途測微頭微分筒不回調(diào)就不會引起機械回程誤差。 *b、調(diào)節(jié)測微頭的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的 0 刻度線對準軸套的 10mm 刻度線。松開安裝測微頭的緊固螺釘，移動測微頭的安裝套使示波器第二通道顯示的波形 Vp-p(峰峰值)為較小值(越小越好，變壓器鐵芯大約處在中間位置)時，擰緊緊固螺釘，再順時針方向轉(zhuǎn)動測微頭的微分筒 12 圈，記錄此時

29、的測微頭讀數(shù)和示波器 CH2 通道顯示的波形 Vp-p(峰峰值)值為實驗起點值。以后，反方向(逆時針方向) 調(diào)節(jié)測微頭的微分筒，每隔X=0.2mm(可取 6070 點值)從示波器上讀出輸出電壓 Vp-p 值，填入表 6(這樣單行程位移方向做實驗可以消除測微頭的機械回差)。 3、根據(jù)表 6 數(shù)據(jù)畫出 XVp-p 曲線并找出差動變壓器的零點殘余電壓。實驗完畢，關(guān)閉電源。表 6 差動變壓器性能實驗數(shù)據(jù)X(mm)Vp-p(mV)五、思考題：五、思考題：傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書181、試分析差動變壓器與一般電源變壓器的異同？2、用直流電壓激勵會損壞傳感器。為什么？3、如何理解差動變壓器的零點殘余電壓？

30、用什么方法可以減小零點殘余電壓？傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書19實驗七 差動變壓器測位移實驗一、實驗目的：一、實驗目的：了解差動變壓器測位移時的應用方法二、基本原理：二、基本原理：差動變壓器的工作原理參閱實驗十一（差動變壓器性能實驗） 。差動變壓器在應用時要想法消除零點殘余電動勢和死區(qū)，選用合適的測量電路，如采用相敏檢波電路，既可判別銜鐵移動（位移）方向又可改善輸出特性，消除測量范圍內(nèi)的死區(qū)。圖 71 是差動變壓器測位移原理框圖。圖 71 差動變壓器測位移原理框圖 三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的2V10V（步進可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、15V 直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、電壓表；差動

31、變壓器、差動變壓器實驗模板、移相器/相敏檢波器/低通濾波器實驗模板；測微頭、雙蹤示波器。四、實驗步驟：四、實驗步驟： 1、相敏檢波器電路調(diào)試：將主機箱的音頻振蕩器的幅度調(diào)到最小（幅度旋鈕逆時針輕輕轉(zhuǎn)到底） ，將2V10V 可調(diào)電源調(diào)節(jié)到2V 檔，再按圖 72 示意接線，檢查接線無誤后合上主機箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率f=5kHz，峰峰值 Vp-p=5V（用示波器測量。提示：正確選擇雙蹤示波器的“觸發(fā)”方式及其它設(shè)置，觸發(fā)源選擇內(nèi)觸發(fā) CH1、水平掃描速度 TIME/DIV 在0.1mS10S 范圍內(nèi)選擇、觸發(fā)方式選擇 AUTO ；垂直顯示方式為雙蹤顯示DUAL、垂直輸入耦合方式選擇直流耦合

32、 DC、靈敏度 VOLTS/DIV 在 1V5V范圍內(nèi)選擇。當 CH1、CH2 輸入對地短接時移動光跡線居中后再去測量波形。 ） 。調(diào)節(jié)相敏檢波器的電位器鈕使示波器顯示幅值相等、相位相反的兩個波形。到此，相敏檢波器電路已調(diào)試完畢，以后不要觸碰這個電位器鈕。關(guān)閉電源。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書20圖 72 相敏檢波器電路調(diào)試接線示意圖 2、調(diào)節(jié)測微頭的微分筒，使微分筒的 0 刻度值與軸套上的 10mm 刻度值對準。按圖 73 示意圖安裝、接線。將音頻振蕩器幅度調(diào)節(jié)到最小（幅度旋鈕逆時針輕轉(zhuǎn)到底） ；電壓表的量程切換開關(guān)切到 20V 檔。檢查接線無誤后合上主機箱電源開關(guān)。圖 73 差動變壓器測位移

33、組成、接線示意圖 3、調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率 f=5KHz、幅值 Vp-p=2V（用示波器監(jiān)測） 。4、松開測微頭安裝孔上的緊固螺釘。順著差動變壓器銜鐵的位移方向移動傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書21測微頭的安裝套（左、右方向都可以） ，使差動變壓器銜鐵明顯偏離 L1 初級線圈的中點位置，再調(diào)節(jié)移相器的移相電位器使相敏檢波器輸出為全波整流波形（示波器 CH2 的靈敏度 VOLTS/DIV 在 1V50mV 范圍內(nèi)選擇監(jiān)測） 。再慢悠悠仔細移動測微頭的安裝套，使相敏檢波器輸出波形幅值盡量為最?。ūM量使銜鐵處在 L1 初級線圈的中點位置）并擰緊測微頭安裝孔的緊固螺釘。 5、調(diào)節(jié)差動變壓器實驗模板中的 RW

34、1、RW2（二者配合交替調(diào)節(jié)）使相敏檢波器輸出波形趨于水平線（可相應調(diào)節(jié)示波器量程檔觀察）并且電壓表顯示趨于 0V。 6、調(diào)節(jié)測微頭的微分筒，每隔X=0.2mm 從電壓表上讀取低通濾波器輸出的電壓值，填入下表 7。表 7 差動變壓器測位移實驗數(shù)據(jù)X(mm)-0.200.2V(mV)0 7、根據(jù)表 14 數(shù)據(jù)作出實驗曲線并截取線性比較好的線段計算靈敏度S=VX 與線性度及測量范圍。實驗完畢關(guān)閉電源開關(guān)。5、思考題：思考題： 差動變壓器輸出經(jīng)相敏檢波器檢波后是否消除了零點殘余電壓和死區(qū)？從實驗曲線上能理解相敏檢波器的鑒相特性嗎? 傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書22實驗八 開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速實驗一、

35、實驗目的：一、實驗目的：了解開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速的應用。二、基本原理：二、基本原理：開關(guān)式霍爾傳感器是線性霍爾元件的輸出信號經(jīng)放大器放大，再經(jīng)施密特電路整形成矩形波（開關(guān)信號）輸出的傳感器。開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速的原理框圖 81 所示。當被測圓盤上裝上 6 只磁性體時，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化 6 次，開關(guān)式霍爾傳感器就同頻率 f 相應變化輸出，再經(jīng)轉(zhuǎn)速表顯示轉(zhuǎn)速 n。圖 81 開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速原理框圖三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 024V 直流穩(wěn)壓電源、+5V 直流穩(wěn)壓電源、電壓表、頻率轉(zhuǎn)速表；霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動源。四、實驗步驟：四、實驗步驟： 1、根據(jù)

36、圖 82 將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝于霍爾架上，傳感器的端面對準轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為 23。 2、將主機箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源 024V 旋鈕調(diào)到最小(逆時針方向轉(zhuǎn)到底)后接入電壓表(電壓表量程切換開關(guān)打到 20V 檔)；其它接線按圖 82 所示連接（注意霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的三根引線的序號） ；將頻頻轉(zhuǎn)速表的開關(guān)按到轉(zhuǎn)速檔。 3、檢查接線無誤后合上主機箱電源開關(guān)，在小于 12V 范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)調(diào)節(jié)主機箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變直流電機電樞電壓)，觀察電機轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。 4、從 2V 開始記錄每增加 1V 相應電機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待電機轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定后讀取數(shù)

37、據(jù))；畫出電機的 V-(電機電樞電壓與電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實驗完畢，關(guān)閉電源。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書23圖 82 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器實驗安裝、接線示意圖五、思考題：五、思考題： 利用開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速時被測對象要滿足什么條件？傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書24實驗九 光電傳感器測轉(zhuǎn)速實驗一、實驗目的：一、實驗目的：了解光電轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理及方法。二、基本原理：二、基本原理：光電式轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型二種，本實驗裝置是透射型的(光電斷續(xù)器也稱光耦)，傳感器端部二內(nèi)側(cè)分別裝有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源透過轉(zhuǎn)盤上通孔后由光電管接收轉(zhuǎn)換成電信號，由于轉(zhuǎn)盤上有均勻間隔的 6 個

38、孔，轉(zhuǎn)動時將獲得與轉(zhuǎn)速有關(guān)的脈沖數(shù)，脈沖經(jīng)處理由頻率表顯示，即可得到轉(zhuǎn)速=10f。實驗原理框圖如圖 91 所示。圖 91 光耦測轉(zhuǎn)速實驗原理框圖三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 024V 直流穩(wěn)壓電源、+5V 直流穩(wěn)壓電源、電壓表、頻率轉(zhuǎn)速表；轉(zhuǎn)動源、光電轉(zhuǎn)速傳感器光電斷續(xù)器(已裝在轉(zhuǎn)動源上)。四、實驗步驟：四、實驗步驟： 1、將主機箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 024V 旋鈕旋到最小(逆時針旋到底)并接上電壓表；再按圖 92 所示接線，將主機箱中頻率轉(zhuǎn)速表的切換開關(guān)切換到轉(zhuǎn)速處。圖 92 光電傳感器測速實驗接線示意圖 2、檢查接線無誤后，合上主機箱電源開關(guān)，在小于 12V 范圍內(nèi)

39、(電壓表監(jiān)傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書25測)調(diào)節(jié)主機箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機電樞電壓)，觀察電機轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。 3、從 2V 開始記錄每增加 1V 相應電機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待轉(zhuǎn)速表顯示比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；畫出電機的 V-(電機電樞電壓與電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實驗完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：五、思考題： 已進行的實驗中用了多種傳感器測量轉(zhuǎn)速，試分析比較一下哪種方法最簡單、方便。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書26實驗十 光電傳感器控制電機轉(zhuǎn)速實驗一、實驗目的：一、實驗目的：了解光電傳感器(光電斷續(xù)器光耦)的應用。學會智能調(diào)節(jié)器的使用。二、基礎(chǔ)原理：二、基礎(chǔ)原理：利用光電傳感器檢測

40、到的轉(zhuǎn)速頻率信號經(jīng) F/V 轉(zhuǎn)換后作為轉(zhuǎn)速的反饋信號，該反饋信號與智能人工調(diào)節(jié)儀的轉(zhuǎn)速設(shè)定比較后進行數(shù)字 PID 運算，調(diào)節(jié)電壓驅(qū)動器改變直流電機電樞電壓，使電機轉(zhuǎn)速趨近設(shè)定轉(zhuǎn)速(設(shè)定值：400 轉(zhuǎn)分2200 轉(zhuǎn)分)。轉(zhuǎn)速控制原理框圖如圖 101 所示。圖 10-1 轉(zhuǎn)速控制原理框圖三、需用器件與單元：三、需用器件與單元：主機箱中的智能調(diào)節(jié)器單元、+5V 直流穩(wěn)壓電源；轉(zhuǎn)動源、光電轉(zhuǎn)速傳感器光電斷續(xù)器(已裝在轉(zhuǎn)動源上)。附：智能調(diào)節(jié)器簡介：附：智能調(diào)節(jié)器簡介：(一一)、概述、概述: 主機箱中所裝的調(diào)節(jié)儀表為人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)儀，儀表由單片機控制，具有熱電阻、熱電偶、電壓、電流、頻率 TTL 電平

41、等多種信號自由輸入(通過輸入規(guī)格設(shè)置)，手動自動切換，主控方式在傳統(tǒng) PID 控制算法基礎(chǔ)上，結(jié)合模糊控制理論創(chuàng)建了新的人工智能調(diào)節(jié) PID 控制算法，在各種不同的系統(tǒng)上，經(jīng)儀表自整定的參數(shù)大多數(shù)能得到滿意的控制效果，具有無超調(diào)，抗擾動性強等特點。 此外儀表還具有良好的人機界面，儀表能根據(jù)設(shè)置自動屏蔽不相應的參數(shù)項，使用戶更覺簡潔易接受。(二二)、主要技術(shù)指標：、主要技術(shù)指標：傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書27 1、 基本誤差：0.5%F.S1 個字，0.3%F.S1 個字 2 、冷端補償誤差：2.0 3 、采樣周期：0.5 秒 4 、控制周期：繼電器輸出與閥位控制時的控制周期為 2120 秒可調(diào)

42、，其它為 2 秒。 5 、報警輸出回差（不靈敏區(qū)）： 0.5 或 5 6 、繼電器觸點輸出： AC250V/7A（阻性負載）或 AC250V/0.3A(感性負載) 7 、驅(qū)動可控硅脈沖輸出：幅度3V，寬度50S 的過零或移相觸發(fā)脈沖（共陰） 8 、驅(qū)動固態(tài)繼電器信號輸出：驅(qū)動電流15mA，電壓9V 9 、連續(xù) PID 調(diào)節(jié)模擬量輸出： 010mA(負載 500200), 420mA(負載 250100),或 05V(負載100k), 15V(負載100k) 10 、電源： AC90V242V（開關(guān)電源）, 50/60Hz，或其它特殊定貨 11 、工作環(huán)境： 溫度 050.0,相對濕度不大于 8

43、5%的無腐蝕性氣體及無強電磁干擾的場所 (三三)、調(diào)節(jié)器面板說明：、調(diào)節(jié)器面板說明： 面板上有 PV 測量顯示窗、SV 給定顯示窗、4 個指示燈窗和 4 個按鍵組成。如圖 10-2 所示。圖 10-2 調(diào)節(jié)儀面板圖面板中 1、PV-測量值顯示窗 2、SV-給定值顯示窗 3、AT-自整定燈 4、ALM1-AL1 動作時點亮對應的燈 5、ALM2-手動指示燈(兼程序運行指示燈) 6、OUT-調(diào)節(jié)控制輸出指示燈傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書28 7、SET-功能鍵 8、-數(shù)據(jù)移位(兼手動自動切換及參數(shù)設(shè)置進入) 9、-數(shù)據(jù)減少鍵(兼程序運行暫停操作) 10、-數(shù)據(jù)增加鍵(兼程序復位操作) (四四)、參數(shù)

44、代碼及符號、參數(shù)代碼及符號（儀表根據(jù)設(shè)置只開放表中相對應的參數(shù)項）序序號號 符符 號號 名名 稱稱 說說 明明取取 值值范范 圍圍出廠值出廠值0 SP 給定值儀表量程范圍50.01AL-1第一報警測量值大于 AL-1 值時儀表將產(chǎn)生上限報警。測量值小于 ALM1(固定 0.5)值時，儀表將解除上限報警。同上;0.02 Pb傳 感器 誤差修正當測量傳感器引起誤差時，可以用此值修正020.0 0.03 P速率參數(shù) P 值類似常規(guī) PID 調(diào)節(jié)器的比例帶,但變化相反,P 值越大,比例、微分的作用成正比增強, P 值越小,比例、微分的作用相應減弱,P 參數(shù)值與積分作用無關(guān)。 設(shè)置 P=0 儀表轉(zhuǎn)為二位

45、式控制。19999 1004 I保持參 數(shù) I 參數(shù)值主要決定調(diào)節(jié)算法中的積分作用,與常規(guī) PID 算法中的積分時間類同,I 值越小,系統(tǒng)積分作用越強,I 值越大,積分作用越弱。設(shè)置 I=0 時，系統(tǒng)取消積分作用,儀表成為一個 PD 調(diào)節(jié)器。03000 5005 d滯后時 間 D 參數(shù)對控制的比例、積分、微分均起影響作用,D 越小,則比例和積分作用均成正比增強;反之,D越大,則比例和積分作用均減弱,而微分作用相對增強。此外 D 還影響超調(diào)抑制功能的發(fā)揮,其設(shè)置對控制效果影響很大。02000S 100S6FILT濾波系 數(shù)為儀表一階滯后濾波系數(shù)，其值越大，抗瞬間干擾性能越強，但響應速度越滯后，對

46、壓力、流量控制其值應較小，對溫度、液位控制應相對較大。099 207 dp小數(shù)點位置當儀表為電壓或電流輸入時，其顯示上限、顯示下限、小數(shù)點位置及單位均可由廠家或用戶自由設(shè)定，其中當 dp=0 時小數(shù)點在個位不顯示，當dp=13 時，小數(shù)點依次在十位、百位、千位。 當儀表為熱電偶或熱電阻輸入時, 當 dp=0 時小數(shù)點在個位不顯示，當 dp=1 時，小數(shù)點在十位。03 0或 1或按需求定8outH輸出上 限當儀表控制為電壓或電流輸出（如控制閥位時） ，儀表具有最小輸出和最大輸出限制功能。 outL200按需求定9outL輸出同上0outH按需傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書29下 限求定10 AT自整

47、定狀態(tài) 0: 關(guān)閉; 1:啟動01 011LocK密碼鎖為 0 時，允許修改所有參數(shù)，為 1 時，只允許修改給定值（SP） ，大于 1 時，禁止修改所有參數(shù)050012Sn輸入方 式Cu50 50.0150.0；Pt100(Pt1) 199.9200.0；Pt100 (Pt2)199.9600.0；K -30.01300；E -30.0700.0 ； J -30.0900.0；T -199.9400.0； S -301600；R -30.01700.0； WR25 -30.02300.0 ； N -30.01200.0 ； 050MV ； 1050MV； 05V(010mA) ； 15V(42

48、0mA) ； 頻率 f； 轉(zhuǎn)速 u分度號按需求定13OP-A主控輸出方 式0無輸出； 1繼電器輸出；2固態(tài)繼電器輸出； 3過零觸發(fā)； 4移相觸發(fā)；5010mA 或 05V； 6420mA 或15V；7閥位控制0714OP-B副控輸出方 式0無輸出；1RS232 或 RS485 通訊信號；0415ALP報警方 式0無報警； 1上限報警；2下限報警； 3上下限報警（注）4正偏差報警； 5負偏差報警；6正負偏差報警（注） 7區(qū)間外報警；8區(qū)間內(nèi)報警 9 上上限報警（注）10 下下限報警（注）01016COOL正反控制選 擇 0:反向控制,如加熱; 1:正向控制,如制冷 01 017 P-SH顯示上

49、限當儀表為熱電偶或熱電阻輸入時 , 顯示上限、顯示下限決定了儀表的給定值、報警值的設(shè)置范圍 ,但不影響顯示范圍。當儀表為電壓、電流輸入時，其顯示上限、顯示下限決定了儀表的顯示范圍 ,其值和單位均可由廠家或用戶自由決定。P-SL9999按需求定18P-SL顯示下 限 同上-1999P-SH按需求定傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書3019Addr通訊地 址儀表在集中控制系統(tǒng)中的編號063120bAud通訊波特 率1200； 2400； 4800； 96009600(五五)、參數(shù)及狀態(tài)設(shè)置方法：、參數(shù)及狀態(tài)設(shè)置方法： 1、第一設(shè)置區(qū) 上電后，按 SET 鍵約 3 秒，儀表進入第一設(shè)置區(qū)，儀表將按參數(shù)代碼1

50、20 依次在上顯示窗顯示參數(shù)符號，下顯示窗顯示其參數(shù)值，此時分別按 、三鍵可調(diào)整參數(shù)值，長按或可快速加或減, 調(diào)好后按 SET 鍵確認保存數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到下一參數(shù)繼續(xù)調(diào)完為止,長按 SET 將快捷退出, 也可按 SET + 直接退出。如設(shè)置中途間隔 10 秒未操作，儀表將自動保存數(shù)據(jù)，退出設(shè)置狀態(tài)。 儀表第 11 項參數(shù) LoCK 為密碼鎖，為 0 時允許修改所有參數(shù)，為 1 時只允許修改第二設(shè)置區(qū)的給定值“SP” ，大于 1 時禁止修改所有參數(shù)。用戶禁止將此參數(shù)設(shè)置為大于 50, 否則將有可能進入廠家測試狀態(tài)。2、第二設(shè)置區(qū) 上電后，按鍵約 3 秒，儀表進入第二設(shè)置區(qū)，此時可按上述方法修改設(shè)定值“

51、SP” 。3、手動調(diào)節(jié)： 上電后，按 鍵約 3 秒進入手動調(diào)整狀態(tài)，下排第一字顯示“H” ，此時可設(shè)置輸出功率的百分比; 再按 鍵約 3 秒退出手動調(diào)整狀態(tài)。 當儀表控制對象為閥門時，手動值50 為正轉(zhuǎn)，否則為反轉(zhuǎn)，輸出的占空比固定為 100%。4、在常規(guī)運行時，上顯示窗顯示測量值，下顯示窗顯示設(shè)定值 SV，按鍵，下顯示窗能切換成顯示主控輸出值，此時第 1 數(shù)碼管顯示“F” ，后三位顯示0100 的輸出值。(六六)、自整定方法：、自整定方法： 儀表首次在系統(tǒng)上使用，或者環(huán)境發(fā)生變化,發(fā)現(xiàn)儀表控制性能變差，則需要對儀表的某些參數(shù)如 P、I、D 等數(shù)據(jù)進行整定，省去過去由人工逐漸摸索調(diào)整，且難以達

52、到理想效果的繁瑣工作，具體時間根據(jù)工況長短不一，以溫度控制（反向）為例，方法如下： 首先設(shè)置好給定值后將自整定參數(shù) AT 設(shè)置為 1，A-M 燈開始閃爍，儀表進入自整定狀態(tài)，此時儀表為兩位式控制方式，儀表經(jīng)過三次震蕩后，自動保存整定的 P、I、D 參數(shù),A-M 燈熄滅,自整定過程全部結(jié)束。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書31注：注：一旦自整定開啟后，儀表將禁止改變設(shè)定值。 儀表整定時中途斷電，因儀表有記憶功能，下次上電會重新開始自整定。 自整定中，如需要人為退出，將自整定參數(shù) AT 設(shè)置為 0 即可退出，但整定結(jié)果無效。 按正確方法整定出的參數(shù)適合大多數(shù)系統(tǒng)，但遇到極少數(shù)特殊情況控制不夠理想時，可適

53、當微調(diào) P、I、D 的值。人工調(diào)節(jié)時,注意觀查系統(tǒng)響應曲線, 如果是短周期振蕩(與自整定或位式控制時振蕩周期相當或約長), 可減小 P(優(yōu)先), 加大 I 及 D; 如果是長周期振蕩(數(shù)倍于位式控制時振蕩周期), 可加大 I(優(yōu)先), 加大 P、D; 如果是無振蕩而有靜差,可減小 I(優(yōu)先),加大 P; 如果是最后能穩(wěn)定控制但時間太長,可減小 D(優(yōu)先), 加大 P, 減小 I。調(diào)試時還可采用逐試法,即將P、I、D 參數(shù)之一增加或減少 30-50%,如果控制效果變好,則繼續(xù)增加或減少該參數(shù),否則往反方向調(diào)整,直到效果滿意為止,一班先修改 P, 其次為 I, 還不理想則最后修改 D 參數(shù)。修改這

54、三項參數(shù)時, 應兼顧過沖與控制精度兩項指標。輸出控制閥門時，因打開或關(guān)閉周期太長，如自整定結(jié)果不理想，則需在出廠值基礎(chǔ)上人工修改PID參數(shù)(一般在出廠值基礎(chǔ)上加大P,減小I及為了避免閥門頻繁動作而應將D調(diào)得較小)。(七七)、通訊：、通訊：1、接口規(guī)格 為與 PC 機或 PLC 編控儀聯(lián)機以集中監(jiān)測或控制儀表，儀表提供232、485 兩種數(shù)字通訊接口，光電隔離，其中采用 232 通訊接口時上位機只能接一臺儀表，三線連接，傳輸距離約 15 米；采用 485 通訊接口時上位機需配一只 232-485 的轉(zhuǎn)換器，最多能接 64 臺儀表，二線連接，傳輸距離約一千米。2、通訊協(xié)議、通訊波特率為 1200、

55、2400、4800、9600 四檔可調(diào)，數(shù)據(jù)格式為 1 個起始位、8 個數(shù)據(jù)位，2 個停止位，無校驗位。、上位機發(fā)讀命令 （地址代碼+80H）+（地址代碼+80H）+52H（讀） +（要讀的參數(shù)代碼）+（00H）+（00H）+校驗和（前六字節(jié)的和/80H 的余數(shù)） 、上位機發(fā)寫命令 （地址代碼+80H）+（地址代碼+80H）+57H（寫） +（要寫的參數(shù)代碼）傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書32+（參數(shù)值高 8 位）+（參數(shù)值低 8 位）+校驗和（前六字節(jié)的和/80H 的余數(shù)） 、儀表返回 （測量值高 8 位）+（測量值低 8 位）+（參數(shù)值高 8 位）+（參數(shù)值低 8位）+（輸出值）+（儀表狀態(tài)字

56、節(jié)）+校驗和（前六字節(jié)的和/80H 的余數(shù)） 、上位機對儀表寫數(shù)據(jù)的程序段應按儀表的規(guī)格加入?yún)?shù)限幅功能，以防超范圍的數(shù)據(jù)寫入儀表，使其不能正常工作，各參數(shù)范圍見四 參數(shù)代碼及符號、上位機發(fā)讀或?qū)懼噶畹拈g隔時間應大于或等于 0.3 秒，太短儀表可能來不及應答、儀表未發(fā)送小數(shù)點信息，編上位機程序時應根據(jù)需要設(shè)置、測量值為 32767（7FFFH）表示 HH（超上量程） ，為 32512（7F00H）表示LL（超下量程）、其它 每幀數(shù)據(jù)均為 7 個字節(jié)，雙字節(jié)均高位在前，低位在后。 儀表報警狀態(tài)字節(jié)為：000000AL1AL2 位狀態(tài)=1 為報警，位狀態(tài)=0 為非報警四、實驗步驟：四、實驗步驟：

57、1、設(shè)置調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速控制參數(shù)：按圖 103 示意接線。檢查接線無誤后，合上主機箱上的總電源開關(guān)；將控制對象開關(guān)撥到 Fin 位置后再合上調(diào)節(jié)器電源開關(guān)，儀表上電后，儀表的上顯示窗口(PV)顯示隨機數(shù)或 HH 或 LL；下顯示窗口(SV)顯示控制給定值(實驗值)。按 SET 鍵并保持約 3 秒鐘，即進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下按 SET 鍵，儀表將按參數(shù)代碼 120 依次在上顯示窗顯示參數(shù)符號(四)、參數(shù)代碼及符號 ，下顯示窗顯示其參數(shù)值，此時分別按、三鍵可調(diào)整參數(shù)值，長按或可快速加或減, 調(diào)好后按 SET 鍵確認保存數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到下一參數(shù)繼續(xù)調(diào)完為止,長按 SET 將快捷退出, 也可按 SET

58、 + 直接退出。如設(shè)置中途間隔 10 秒未操作，儀表將自動保存數(shù)據(jù)，退出設(shè)置狀態(tài)。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書33圖 103 控制電機轉(zhuǎn)速實驗接線示意圖具體設(shè)置轉(zhuǎn)速控制參數(shù)方法步驟如下： (1)、首先設(shè)置 Sn (輸入方式)：按住 SET 鍵保持約 3 秒鐘，儀表進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，PV 窗顯示 AL-1(上限報警)。再按 SET 鍵 11 次，PV 窗顯示 Sn (輸入方式)，按、鍵可調(diào)整參數(shù)，使 SV 窗顯示 u。 (2)、再按 SET 鍵， PV 窗顯示 oP-A (主控輸出方式) ，按、鍵修改參數(shù)值，使 SV 窗顯示 5。 (3)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 oP-b (副控輸出方式)

59、 ，按、鍵修改參數(shù)值，使 SV 窗顯示 1。 (4)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 ALP (報警方式) ，按、鍵修改參數(shù)值，使 SV 窗顯示 1。 (5)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 CooL (正反控制選擇) ，按鍵，使 SV 窗顯示 0。 (6)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 P-SH (顯示上限) ，長按鍵修改參數(shù)值，使 SV 窗顯示 9999。 (7)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 P-SL (顯示下限) ，長按鍵修改參數(shù)值，使 SV 窗顯示 0。 (8)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 Addr (通訊地址) ，按 、三鍵調(diào)整參數(shù)值，使 SV 窗顯示 1。 (9)、再按

60、SET 鍵，PV 窗顯示 bAud (通訊波特率) ，按 、三鍵調(diào)整參數(shù)值，使 SV 窗顯示 9600。傳感器與檢測技術(shù)實驗指導書34 (10)、長按 SET 鍵快捷退出，再按住 SET 鍵保持約 3 秒鐘，儀表進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，PV 窗顯示 AL-1(上限報警)；按 、三鍵可調(diào)整參數(shù)值，使SV 窗顯示 2500。 (11)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 Pb (傳感器誤差修正) ，按、鍵可調(diào)整參數(shù)值，使 SV 窗顯示 0。 (12)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 P (速率參數(shù)) ，按 、鍵調(diào)整參數(shù)值，使 SV 窗顯示 1。 (13)、再按 SET 鍵，PV 窗顯示 I (保持參數(shù)) ，