THSCCG-2实训指导书.doc

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1、THSCCG-2型 传感器检测技术实训装置 简介一、概述“THSCCG-2型传感器检测技术实训装置” 完全采用实用的传感器元部件，模块化设计。紧密结合现代传感器和检测技术的发展，使学员对传感器和检测技术的现状和未来有教为全面的了解和认识。不仅适合职业教育的检测技术、仪器仪表以及自动控制等专业的实训，而且也适用工业电气、机电一体化机电设备安装、电动电气等方面的技术人员培训。二、设备构成实训装置由主控台、传感器及信号处理实训模块、数据采集卡组成。1. 实训台部分(1) 四组直流稳压电源：+24V、12V、+5V、05V可调，有短路保护功能(2) 恒流源：020mA连续可调，最大输出电压12V(3)

2、 数字式直流电压表：量程020V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级(4) 数字式直流毫安表：量程020mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能(5) 频率/转速表：频率测量范围19999Hz，转速测量范围19999rpm(6) 计时器：09999s，精确到0.1s(7) PID调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法2. 实训模块(1) 温度传感器实训模块(2) 转速传感器实训模块(3) 液位/流量传感器实训模块：(4) 金属应变传感器实训模块(5) 气敏、湿敏传感器实训模块(6) 红外传感器实训模块(7) 超声位移传感器实训模块(8) 增

3、量式编码器实训模块(9) 光栅位移传感器实训模块(10) 传感信号调理/转换实训模块3. 数据采集卡及软件高速USB数据采集卡：含4路模拟量输入，2路模拟量输出，8路开关量输入输出，14位A/D转换，A/D采样速度最大400kHz。上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集数据，对数据进行动态或静态处理和分析，双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器等功能。三、实训内容本装置的实训项目共23项，涉及压力、位移、温度、转速、浓度等常见物理量的检测。通过这些实训项目，使学生能够更全面的学习和掌握信号传感、信号处理、信号转换、的整个过程。目 录一、 I/V、F/V信号转换二、 数据

4、采集卡A/D、D/A转换三、 直流电机驱动四、 金属应变传感器的应用电子秤五、 扩散硅压阻压力传感器液位测量六、 涡轮流量计流量测定七、 霍尔传感器转速测量八、 磁电传感器转速测量九、 光电传感器转速测量十、 智能调节仪转速控制十一、 集成温度传感器的温度测量十二、 铜电阻温度测量十三、 热电偶温度测量十四、 热电偶冷端温度补偿十五、 PID调节仪温度控制十六、 酒精检测十七、 湿度检测十八、 红外检测十九、 超声波位移测量二十、 增量式光电编码器角位移测量二十一、 长光栅线位移测量二十二、 开关量检测一 I/V、F/V转换一、实训目的了解I/V、F/V信号转换的原理与应用。二、实训仪器信号转

5、换模块、转动源三、相关原理在控制系统及测量设备中，对电流信号进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后由数字电压表进行测量。有些传感器直接输出是脉冲信号，为了转化成国际电工委员会（IEC）使用的统一标准信号，需要对传感器输出的脉冲信号进行频率-电压转换。下图为用运放构成的I/V转换电路，转换范围为020mA和010V。图1-1 I/V转换原理图F/V常用集成转换器件如LM331，其外部接线如下图，最高脉冲频率转换可到10kHz。图1-2 F/V转换原理图四、实训内容与操作步骤1、打开实训台电源，将15V直流稳压电源接入信号转换模块。2、在I/V转换的输入端输入020mA，用直流电压表测量输出

6、的电压值，每隔2mA记录一次数据。3、调节转动源转速，将光电传感器输出的脉冲信号接到F/V转换的输入端，用频率/转速表的频率档测量脉冲信号频率，直流电压表测量输出的电压值，每隔20Hz记录一次数据。五、实训报告1根据记录的数据，得出I/V，F/V转换的输入输出范围和转换精度。二 A/D与D/A转换一、实训目的1通过实训了解模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。二、实训仪器1THBXD数据采集卡一块(含37芯通信线、16芯排线和USB电缆线各1根)2PC机1台(含上位机软件“THSRZ”)三、实训内容与操作步骤1输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析之；2在上位机输入一十进制代码，完成

7、通道的数模转换。3. 启动实训台的“电源总开关”，打开+5、15V电源。将“稳压源05V”输出端连接到“数据采集接口单元“的“AD1”通道,同时将采集接口单元的“DA1”输出端连接到接口单元的“AD2”输入端；4、将“稳压源05V”的输出电压调节为1V；5. 启动计算机，在桌面双击图标“THSRZ”软件，在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮；6. 点击软件“系统”菜单下的“AD/DA实验”，在AD/DA实验界面上点击“开始/停止”按钮，观测采集卡上AD转换器的转换结果，在输入电压为1V时应为11101(其中后几位将处于实时刷新状态)。调节阶跃信号的大小，然后继续观AD转换器的转换结果，并与理

8、论值(详见本实验附录)进行比较；7. 根据DA转换器的转换规律(详见本实验附录)，在DA部分的编辑框中输入一个10进制或16进制数据，然后虚拟示波器上观测DA转换值的大小；8 实验结束后，关闭脚本编辑器窗口，退出实验软件。四、附 录1数据采集卡本实训台采用了THBXD数据采集卡。它是一种基于USB总线的数据采集卡，卡上装有14Bit分辨率的A/D转换器和12Bit分辨率的D/A转换器，其转换器的输入量程均为10V、输出量程均为5V。该采集卡为用户提供4路模拟量输入通道和2路模拟量输出通道。其主要特点有：1) 支持USB1.1协议，真正实现即插即用 2) 400KHz14位A/D转换器，通过率为

9、350K，12位D/A转换器，建立时间10s3) 4通道模拟量输入和2通道模拟量输出4) 8k深度的FIFO保证数据的完整性5) 8路开关量输入，8路开关量输出2. AD/DA转换原理数据采集卡采用“THBXD”USB卡，该卡在进行A/D转换实验时，输入电压与二进制的对应关系为：-1010V对应为016383(A/D转换为14位)。其中0V为8192。其主要数据格式如下表所示(采用双极性模拟输入)： 输入AD原始码(二进制)AD原始码(十六进制)求补后的码(十进制)正满度01 1111 1111 11111FFF16383正满度1LSB01 1111 1111 11101FFE16382中间值

10、（零点）00 0000 0000 000000008192负满度+1LSB10 0000 0000 000120011负满度10 0000 0000 000020000 而DA转换时的数据转换关系为：-55V对应为04095(D/A转换为12位)，其数据格式(双极性电压输出时)为： 输入D/A数据编码正满度1111 1111 1111正满度1LSB1111 1111 1110中间值（零点）1000 0000 0000负满度+1LSB 0000 0000 0001负满度0000 0000 00003编程实现测试信号的产生利用上位机的“脚本编程器”可编程实现各种典型信号的产生，如正弦信号，方波信号

11、，斜坡信号，抛物线信号等。其函数表达式分别为：1) 正弦信号 ，2) 方波 3) 斜坡信号 ，a为常量4) 抛物线信号，a为常量这里以抛物线信号为例进行编程，其具体程序如下：dim tx,op,a 初始化函数sub Initialize(arg) 初始化函数 WriteData 0 ,1 对采集卡的输出端口DA1进行初始化tx=0 对变量初始化end subsub TakeOneStep (arg) 算法运行函数 a=1op=0.5*a*tx*tx 0.1为时间步长tx=tx+0.1if op3 then 波形限幅 tx=0 end ifWriteData op ,1 数据从采集卡的DA1端口

12、输出end subsub Finalize (arg) 退出函数WriteData 0 ,1 end sub通过改变变量tx、a的值可改变抛物线的上升斜率。其它典型信号的编程请参考THSRZ上位机安装目录下的“VBS脚本程序计算机控制技术”目录内参考示例程序。三 直流电机驱动一、实训目的了解PWM调制、直流电机驱动电路的工作原理。二、实训设备转动源、信号转换模块，05V直流稳压电源、频率转速表、直流电压表三、相关原理直流电机在应用中有多种控制方式，在直流电机的调速控制系统中，主要采用电枢电压控制电机的转速与方向。功率放大器是电机调速系统中的重要部件，它的性能及价格对系统都有重要的影响。过去的功

13、率放大器是采用磁放大器、交磁放大机或可控硅（晶闸管）。现在基本上采用晶体管功率放大器。PWM功率放大器与线性功率放大器相比，有功耗低、效率高，有利于克服直流电机的静摩擦等优点。PWM调制与晶体管功率放大器的工作原理：图3-1 PWM的控制电路上图所示为SG3525为核心的控制电路，SG3525是美国Silicon General公司生产的专用PWM控制集成芯片，其内部电路结构及各引脚如图57-2所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur的大小，在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开180度、占空比可调

14、的矩形波（即PWM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。图3-2 SG3525内部结构四、实训内容与操作步骤1、将实训台直流电源连接到信号转换实验模块2、打开实训台电源，05V直流稳压电源接入直流电机驱动电路得输入端，输出端接转动源224V输入。光电传感器输出接转速/频率表3、调节直流稳压电源，记录直流电机得启动电压，待电机转动平稳后记下电机转速对应的驱动电压，填入下表Vin(V)n(rpm)启动五、实训报告1、根据实验所得的数据，作Vinn曲线四 金属应变传感器应用电子秤一、实训目的：了解金属箔式应变片的应变效应，掌握电子秤的结构组成。二、实训仪器：实训台、应变传感器实验模块、托盘、砝码

15、、万用表（自备）。三、相关原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：R/R=K，式中R/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，=l/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。 图4-1将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，组成全桥测量电路，如图4-2，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出：Uo=KE （4-1） 图4-2四、实训内容与操作步骤

16、1应变传感器已安装在应变传感器实验模块上，可参考图4-1。2差动放大器调零，将差动放大电路输入端Ui短接并接地，调节Rw4，使差动放大电路输出Uo2为零。3按图4-2接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边。4加托盘后电桥调零，将托盘加在应变传感器上，调节Rw1，使差动放大电路输出Uo2为零。5将200g砝码全部加到托盘内，调节Rw2，使模块输出Uo2为0.2V（选择直流电压表2V档），将砝码全部移出，观察模块输出Uo2是否为零，如不为零重复步骤2、3、4、56在应变传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，计

17、下数显表值，填入下表4-1，在托盘内放一未知物（重量小于1kg），测出其重量。关闭电源。表4-1重量(g)电压(mV)五、实训报告根据记录表4-1的数据，计算电子秤的灵敏度L=U/W，非线性误差f3， 五 扩散硅压力传感器液位测量一、实训目的1了解扩散硅压力传感器测量液位的基本原理；2学习扩散硅压力传感器特性与应用。二、实训仪器1应变传感器实验模块；2JCY-3液位、流量检测模块。三、相关原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，摩托罗拉公司设计出X形硅压力传感器如下图所示：在此元件的一个方向上加偏置电压形成电流，当有剪切力作用时，在垂直 电流方向将会产生电场变化，该 电场的变化引起

18、电位变化，则在端可得到被 与电流垂直方向的两测压力引起的输出电压Uo。 式中d为元件两端距离。 扩散硅压力传感器输出电压可以很好的反图5-1 MPX10传感器工作原理图 映加在敏感元件上压力的变化，而这一压力的变化可以来自液位的变化。本实验装置选择的是摩托罗拉公司的MPX10P，工作电压最大直流6V，最大检测压力100kPa；有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V电源、4脚为Uo-；当P1P2时，输出为正；P1P2时，输出为负；这里P2为大气压强。传感器本身没有调零功能，而且输出信号为mV级，需要对信号进行调零和放大处理。四、实训内容与操作步骤1（实验前检查各水箱内是否有杂物，若有

19、，应将流量计两端软管拧开，并向水箱内注水冲走杂物，以免堵塞流量计）将JCY-3液位、流量检测装置的液位水箱出水阀门打开（出水阀门在机箱内，竖向为开，横向为关），通过液位水箱和出水阀门向储水箱注水，注满但不要溢出；随后关闭液位水箱出水阀门并打开液位水箱进水阀门（横向为开，竖向为关）。2打开主控台电源，这里选择+6V作为传感器电源，调节直流稳压电源的“电压选择”旋钮到6V，并将“+”的输出接JCY-3液位、流量检测装置“传感器电源”。 3将15V直流稳压电源接至应变传感器实验模块，调节Rw3到适当位置，将输入Ui短路，调节Rw4使差分放大电路输出“Uo2”为0。（选择直流电压表200mV观察）4如

20、图36-2，拿掉短路线，将+6V直流稳压电源接到调零Rw1两端，JCY-3液位、流量检测装置的“LT输出”正端接Rw1中间抽头（串接了一个电阻），“LT输出”接差分电路输入端“Ui”调节Rw1使“Uo2”为0。（选择直流电压表200mV观察）5将24V直流稳压电源输出，接到JCY-3液位、流量检测装置“电机M电源”。液位水箱注满水后将电机电源断开。6调节液位水箱出水阀使其有一个小的开度，让液位水箱的液位慢慢回落，每隔5mm记录“Uo2”输出电压值（选择直流电压表20V观察），并将实验结果填入下表。H（mm）Uo2（V） 表5-1五、实训报告根据表5-1所记录实验数据，绘制Uo2（V）- H（m

21、m）实验曲线，并计算非线性误差。图5-2 液位测量接线图六 涡轮流量传感器流量测定一、实训目的1了解涡轮流量传感器基本原理；2学习涡轮流量传感器的特性与应用。二、实训仪器1JCY-3液位、流量检测装置；三、相关原理1工作原理涡轮流量计的工作基于力矩平衡原理。当流体经过传感器时，推动叶轮转动，在流量一定的情况下，叶轮的力矩和阻力矩保持平衡，叶轮转速保持一定。传感元件发出与流量有关的电脉冲信号，经前置放大器放大，配用显示仪表，即可测量流经管道的流量。2LWGY型涡轮流量计参数本实训装置采用的LWGY型涡轮流量传感器的检测原理是基于磁阻效应。当叶轮上的叶片随着叶轮转动时，检测器中的磁路磁阻就发生周期

22、性变化，从而在检测器线圈两端感应出与流量成正比的电脉冲信号，其原理结构如右图所示。输出引线为三线制，工作电源直流5V，输出脉冲信号。公称通径6mm，量程0.10.6m3/h。精度等级1%。四、实训内容与操作步骤 图6-1 涡轮流量计原理结构图1将JCY-3液位、流量检测装置的液位水箱出水阀门打开（出水阀门在机箱内，竖向为开，横向为关），通过液位水箱和出水阀门向储水箱注水，注满但不要溢出。（实验前检查各水箱内是否有杂物，若有，应将流量计两端软管拧开，并向水箱内注水冲走杂物，以免堵塞流量计）2打开主控台电源，将24V直流稳压电源输出接到JCY-3液位、流量检测装置“电机M电源”。打开液位水箱进水阀

23、门（横向为开，竖向为关），JCY-3液位、流量检测装置“传感器电源”接主控台“+5V”，“LF”输出接频率/转速表（选择频率），待读数稳定后，关闭液位水箱的出水阀门，同时按下记时器的“复位”按钮，开始记时。3直到液位水箱注满水并开始溢流（液位水箱中的铁管为溢流孔）时再按一下记时器“复位”按钮，停止记时，记下此注满液位水箱的时间t1。4打开液位水箱的出水阀门待液位水箱的水位为零，调整液位水箱进水阀门的开度，使“频率/转速”表显示下调20Hz，关闭液位水箱的出水阀门并同时按下记时器的“复位”按钮，开始记时，直到液位水箱注满水并开始溢流（液位水箱中的铁管为溢流孔）时再按一下记时器“复位”按钮，停止记

24、时，记下此注满液位水箱的时间t2。5重复步骤4直到“LF”输出在100Hz左右，将输出频率和对应的注水时间填入下表。F（Hz）t（s） 表6-1五、实训报告根据表6-1所记录实验数据和液位水箱的容积2.8L，计算流量传感器输出频率对应的流量Q（m3/h），并绘制F（Hz）- Q（m3/h）实验曲线，并计算非线性误差。七 霍尔测速一、实训目的：了解霍尔组件的应用测量转速。二、实训仪器：霍尔传感器、+5V、+4、6、8、10V直流电源、转动源、频率/转速表。三、相关原理；利用霍尔效应表达式：UHKHIB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出

25、电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。四、实训内容与操作步骤1安装根据图7-1，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。图8-12将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。3打开实训台电源，选择不同电源+4V、+6V、+8V、+10V、12V（6）、16V（8）、20V（10）、24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值。也可用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形。表7-1电压(V)+4V+6V+8V+10V12V16V20V24V转速(rpm)五、实训报告1

26、分析霍尔组件产生脉冲的原理。2根据记录的驱动电压和转速，作V-RPM曲线。八 磁电式传感器的测速一、实训目的：了解磁电式传感器的原理及应用。二、实训仪器：转动源、磁电感应传感器、+4、6、8、10V直流电源、频率/转速表、示波器三、相关原理：磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础，根据电磁感应定律，线圈两端的感应电动势正比于线圈所包围的磁通对时间的变化率，即 其中W是线圈匝数，线圈所包围的磁通量。若线圈相对磁场运动速度为v或角速度w，则上式可改为e=-WBlv或者e=-WBSw，l为每匝线圈的平均长度；B线圈所在磁场的磁感应强度；S每匝线圈的平均截面积。四、实训内容与操作步骤1按下图安装磁电感

27、应式传感器。传感器底部距离转动源45mm（目测），磁电式传感器的两根输出线接到频率/转速表。2打开实训台电源，选择不同电源+4V、+6V、+8V、+10V、12V（6）、16V（8）、20V（10）、24V驱动转动源（注意正负极，否则烧坏电机），可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后，记录对应的转速，也可用示波器观测磁电传感器输出的波形。图8-1表8-1电压(V)+4V+6V+8V+10V12V16V20V24V转速(rpm)五、实训报告1分析磁电式传感器测量转速原理。2根据记录的驱动电压和转速，作V-RPM曲线。九 光电转速传感器的转速测量一、 实训目的：了解光电转速传感器测量转速的原理及

28、方法。二、 实训仪器：转动源、光电传感器、直流稳压电源、频率/转速表、示波器三、 相关原理：光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。四、 实训内容与操作步骤1光电传感器已安装在转动源上，如下图所示。+5V电源接到三源板“光电”输出的电源端，光电输出接到频率/转速表的“fin”。2打开实训台电源开关，用不同的电源驱动转动源转动，记录不同驱动电压对应的转速，填入下表，同时可通过示波器观察光

29、电传感器的输出波形。 图9-1驱动电压V(V)4v6v8v10v12v16v20v24v转速n(rpm)五、实训报告1根据测的驱动电压和转速，作V-n曲线。并与其他传感器测得的曲线比较。十 智能调节仪转速控制一、实训目的：了解霍尔传感器的应用以及检测系统的组成。二、实训仪器：智能调节仪、转动源。三、相关原理：利用霍尔传感器检测到的转速频率信号经F/V转换后作为转速的反馈信号，该反馈信号与智能调节仪的转速设定比较后进行数字PID运算，调节电压驱动器改变直流电机电枢电压，使电机的转速逐渐趋近设定转速（设定值1500转/分2500转/分）。转速控制原理框图如下图10-1所示。 图10-1四、实训内容

30、与操作步骤1选择智能调节仪的控制对象为转速，并按图10-2接线。开启控制台总电源，打开智能调节仪电源开关。2按住3秒以下，进入智能调节仪A菜单，仪表靠上的窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的设定值。当LOCK等于0或1时使能，设置转速的设定值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的设定值（参考值15002500）。否则提示“”表示已加锁。再按3秒以下，回到初始状态。4按住3秒以上，进入智能调节仪B菜单，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的上限报警值。按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的上限报警值。上限报警时仪表右上“AL1”指示灯亮。（参考值5000）。5继续按键3秒以下，靠

31、上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的自整定开关，控制转速时无效。6继续按键3秒以下，靠上窗口显示“P”，靠下窗口显示待设置的比例参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。7继续按键3秒以下，靠上窗口显示“I”，靠下窗口显示待设置的积分参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的积分参数值。8继续按键3秒以下，靠上窗口显示“LCK”，靠下窗口显示待设置的锁定开关，按或键可修改靠下窗口的锁定开关状态值，“0”允许A、B菜单，“1”只允许A菜单，“2”禁止所有菜单。继续按键3秒以下，回到初始状态。9经过一段时间（20分钟左右）后，转动源的转速可控制在设定值，控制精度

32、2%。6学生可根据自己的理解设定P、I相关参数，并观察转速控制效果。五、实训报告1简述转速控制原理并画出其原理框图。图10-2十一 集成温度传感器温度测量一、 实训目的： 了解常用的集成温度传感器（AD590）基本原理、性能与应用。二、 实训仪器： 智能调节仪、PT100、AD590、温度源、温度传感器实验模块。三、 相关原理： 集成温度传感器AD590是把温敏器件、偏置电路、放大电路及线性化电路集成在同一芯片上的温度传感器。其特点是使用方便、外围电路简单、性能稳定可靠；不足的是测温范围较小、使用环境有一定的限制。AD590能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，在一定温度下，相当于一个恒流源

33、，一般用于50150之间温度测量。温敏晶体管的集电极电流恒定时，晶体管的基极-发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管Ub电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。本实验仪采用电流输出型集成温度传感器AD590，在一定温度下，相当于一个恒流源。因此不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰，具有很好的线性特性。AD590的灵敏度（标定系数）为1A/K，只需要一种4V30V电源（本实验仪用+5V），即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为传感器调理电路单元中R2=100）即可实现电流到电压的转换，使用十分方便。电流输出型比电压输出型的测量精度更高。四、实训内容与操

34、作步骤 1将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入集成温度传感器AD590。2将15V直流稳压电源接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。3将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。4拿掉短路线，按图11-1接线，并将AD590两端引线按插头颜色（一端红色，一端蓝色）插入温度传感器实验模块中（红色对应a、蓝色对应b）。 5将R6两端接到差动放大器的输入Ui，记下模块输出Uo2的电压值。6改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。直到温度升至1200C。并将实验结果填入下表。T（）Uo2（V） 表11-1五

35、、实训报告1由表11-1记录的数据数据计算在此范围内集成温度传感器的非线性误差。图11-1十三 智能调节仪温度控制一、实训目的：了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。二、实训仪器：智能调节仪、PT100、温度源。三、相关原理：位式调节位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。PID智能模糊调节PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控

36、制，先进的自整定（AT）功能使得无需设置控制参数。在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。温度控制基本原理由于温度具有滞后性，加热源为一滞后时间较长的系统。本实验仪采用PID智能模糊+位式双重调节控制温度。用报警方式控制风扇开启与关闭，使加热源在尽可能短的时间内控制在某一温度值上，并能在实验结束后通过参数设置将加热源温度快速冷却下来，可节约实验时间。当温度源的温度发生变化时，温度源中的热电阻Pt100的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的

37、反馈信号输给PID智能温度调节器，经调节器的电阻-电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号（加热）和继电器触发信号（冷却），使温度源的温度趋近温度设定值。PID智能温度控制原理框图如下图所示。图12-1 PID智能温度控制原理框图三、 实训内容与操作步骤1在控制台上的“智能调节仪”单元中“输入”选择“Pt100”，并按图12-2接线。 2将“+24V输出”经智能调节仪“继电器输出”，接加热器风扇电源，打开调节仪电源。3按住3秒以下，进入智能调节仪A菜单，仪表靠上的窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的设定值。当LOCK等于0或1时使能，设置温度的设定值，按“”可改变小数点位

38、置，按或键可修改靠下窗口的设定值。否则提示“”表示已加锁。再按3秒以下，回到初始状态。4按住3秒以上，进入智能调节仪B菜单，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的上限偏差报警值。按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的上限报警值。上限报警时仪表右上“AL1”指示灯亮。（参考值0.5）5继续按键3秒以下，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的自整定开关，按、设置，“0”自整定关，“1”自整定开，开时仪表右上“AT”指示灯亮。6继续按键3秒以下，靠上窗口显示“dP”，靠下窗口显示待设置的仪表小数点位数，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。（参考值1）7继续按键3秒以下，靠上窗口显示“P”，靠下窗口显示待设置的比例参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。8继续按键3秒以下，靠上窗口显示