仪表自动控制实验报告.doc

化工专业实验报告
实验名称: 仪表自动控制
实验人员: 吴志尚同组人: 吴思、吴迪
实验地点:天大化工技术实验中心 302 室
实验时间: 2016年4月18日
班级/学号:2014级化工1班 2组 3014207025
指导教师: 郭红宇
实验成绩:
一、实验目的
1、学****AI型控制仪表的使用和接线,了解该类型仪表的控制原理。
2、学****温度传感器的分类和选型原则、学****补偿导线和热电偶的连接。
3、学****控温仪表各控制参数的意义和使用设置。
4、学****交流接触器、电子继电器的原理和连线使用。
5、学****用仪表来进行反应器的控温和测温电路连接和操作。
6、通过对不同电路的调试和数据测量,初步掌握仪表自控技术。
二、实验原理
空格仪表自动控制在现代化工业生产中是极其重要的,它可以减少大量的手工操作,尤其是在化工生产和实验中使操作人员远离工作条件恶劣、危险的环境,还可以使大量的重复性、简单的手工操作由仪器仪表自动控制装置完成。并可在极大的程度上提高实验和工业生产上的操作精度及数据测量的准确性,可完成数据的远程传输。
空格热电偶(Thermocouple)是根据热电效应测量温度的传感器,是温度测量仪表中常用的测温元件。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
空格热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0
℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。当有两种不同的导体或半导体A 和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”
(一) 热电阻工作原理
热电阻是利用金属的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量
阻值与温度关系如下式:
Rt =Rto[1+α(t-to)]
ΔRt =αRto•Δt
式中:
Rt —温度为t ℃时的电阻值。
Rto —温度为to ( 通常为0℃) 时的电阻值。
α—电阻温度系数。
Δt —温度的变化值。
ΔRt —电阻值的变化量。
热电偶与热电阻相比有以下不同之处:
1、热电偶所测量的是电势,可进行远距离传输。而热电阻在远距离传输时,导线电阻会随着传输距离的增加而增大,使测量误差加大。
2、热电偶所测量的是一个点的温度,而热电阻所测量的是一个面上的平均电阻,也可以说是一个面上的平均温度。
3、热电偶的测量精度低于热电阻的测量精度(热电阻的测量精度是由金属本身的纯度所决定的)。
4、一般说来,热电偶多用于测量高温,热电阻则多用于测量低温。本实验就是仪表自动控制在化工生产和实验中非常重要的一个分支——温度的仪表自动控制。
位式控制属于非线性控制系统,控制的物理量只有:开关、通断、有无之差别,当温度回落到要求的启动值时、启动加热,温度上升到工艺要求温度值时、停止加热,区域可以自由设定。位式控制具有接线简单、可靠性高成本低廉的优点,但调节速度较慢,过冲量较大。
位式控制属于非线性控制系统,控制的物理量只有:开关、通断、有无之差别,当温度回落到要求的启动值时、启动加热,温度上升到工艺要求温度值时、停止加热,区域可以自由设定。位式控制具有接线简单、可靠性高成本低廉的优点,但调节速度较慢,过冲量较大。
SSR 固态继电器工作原理:固态继电器是一种无触点通断电子开关,为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端。在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态),从而控制较大负载。可实现相当于常用的机械式电磁继电器一样的功能
(四)固态调压器原理
固态调压器其内部集移相触发电路,阻容吸收回路,双向可控硅于一体,通过电位器手动调节以改变阻性负载上的电压,来达到调节输出功率的目的。(如图13)。
三、实验仪器
控温仪表(AI-T08),测温仪表(AI-T08),热电偶2个,中间继电器(C5×2 0910),固态继电器(SSR-10 DA),固态调压器(X