化工仪表及自动化试验参考指导书

化工仪表及自动化试验指导书（过控装备和控制工程教研室）南昌大学环境和化学工程学院二0一0年五月前言本试验指导书系依据《过程装备控制技术和应用》课程及试验室已经有设备而设置试验内容编写。经过试验操作，使学生增强感性认识，加深对书本理论知识了解，提升动手能力，熟悉和掌握仪表试验工作通常方法，为未来试验工作和科学研究打下基础。试验要求在试验过程中，务必做到以下几点：试验前必需预习相关试验内容；进入试验室后，应首先认真听取试验介绍，以提升操作效率；熟悉并检验试验装置组成部分及连线；按试验要求连接试验装置后，需经老师检验方可进行操作；试验过程中，应遵守试验室规章制度，珍惜设备。在试验过程中未按操作步骤进行而造成仪器、设备、工具等损坏和发生事故，待查明原因后，按学校相关要求给予赔偿；试验后，各小组须整理清点试验工具，并交老师核查；按试验具体要求，认真完成试验汇报。在做试验汇报时应注意以下几点：明确试验目标；了解试验内容；熟悉试验装置；掌握试验方法；制订试验步骤；处理试验数据（数据正确、表格合理、图形清楚）；得出试验结果；提出分析提议（注意现象，分析误差等原因）。目录试验一弹簧管压力表校验………5试验二热电偶和动圈仪表配套使用……………7试验三自动电子电位差计校验…10试验四自动电子平衡电桥校验…12试验五XMZ-102数显仪表校验…13试验六XMZ-101数显仪表校验…14试验七电容式差压变送器认识和校验……………15试验一弹簧管压力表校验一、试验目标：熟悉工业用弹簧管压力表结构、工作原理及校验方法；掌握压力校验器基础结构原理和操作方法。二、试验设备：1、活塞式压力计一台型号YU~60010~600Kgf/cm20.05级2、弹簧管压力表标准表一只0~25Kgf/cm20.4级标准表一只0~10Kgf/cm21.5级或0~25Kgf/cm21.5级三、试验装置12312345897图166 1、手轮 2、手摇泵 3、活塞 4、被校压力表 5、6、7、针形阀 8、标准压力表 9、贮油杯工作原理图1所表示：往油杯内注入传压工作介质（变压器油），打开针形阀6，关闭针形阀5和7，逆时针方向旋转手轮1，将工作介质吸入手摇泵内，然后关闭针形阀6，打开针形阀5和7，顺时针方向旋转手轮，使手摇泵内活塞3移动所产生压力经工作介质传输至压力表4和8上。此时，比较标准表和被校表指示值，从而达成校验压力表目标。四、思索和问答1、确定被校压力表精度等级，它是否符合标示精度？2、绘出被校压力表变差曲线。3、回复下列问题：（1）什么叫绝对误差、相对百分误差、精度、变差及仪表量程？（2）为何标准表精度一定要比被校表精度高？（3）假如标准表比被校表精度高，但标准表量程也比被校表量程大得多，行否？（4）在升压和降压过程中，对同一压力来说，压力表读数是否相同？为何？尤其提醒： 1.试验数据需要做正行程（从小到大）和反行程（从大到小）两组。 2.测量点为当被校表指针指在0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5MPA时，读标准表读数。 3.请从仪表表盘中统计下标准表和被校表精度。 4.测量完数据以后，一定要将针形阀6阀门打开，泄压，以防损坏压力表！试验二热电偶和动圈表配套使用试验目标：1、了解热电偶和动圈表配套使用，和对冷端温度赔偿、线路电阻、赔偿导线和分度号等加深了解；熟悉XCZ—101型动圈表结构和校验方法；掌握手动电位差计UJ—37使用方法。试验设备：1、XCZ——101型动圈表 1台2、UJ——37型手动电位差计 1台3、管式电炉 1台自藕变压器 1台热电偶 1支冰浴 1只赔偿导线、连线导线，双刀双掷开关、玻璃温度计等。试验内容：冷端温度赔偿采取冰浴时，对XCZ——101型动圈表进行校验。冷端温度采取校正仪表零点法（对XCZ-101而言）和修正法（对UJ—37而言）时，对XCZ—101型动圈表进行校验。外接电阻对XCZ—101型动圈表示值影响。试验要求：验证XCZ—101型动圈表精度等级，测试外接电阻R外对动圈表测温影响。试验步骤：按图示原理接好线路；检验接线无误后合上电源开关，调整自藕变压器电压，控制炉温；调整UJ—37型手动电位差计工作电流旋钮，使检流计指针回零点；采取冰浴法：将K1和K2扳至热电偶冷端温度处，进行升温测量，要求XCZ—101和UJ—37同时读取数据；采取校正仪表零点法：将K1和K2断开，把XCZ—101零点指针调到室温后，再将K1和K2扳至热电偶冷端温度处，进行降温测量（在断开电源后进行降温测量）；测试外接电阻R外对XCZ—101示值影响，在降温过程中，可在某个温度（如200℃）这一点用一根导线将R外短路，快速读出XCZ—101温度值并填入表二中，然后比较在同一温度情况下，R外对XCZ—101示值影响。六、试验装置++R外铜导线自藕变压器220VAC热电偶管式电炉铜导线铜导线XCZ—101UJ—37K2K1冰浴赔偿导线+--试验装置接线图七、思索和问答1、验证XCZ—101精度等级，被校仪表精度是否符合标示精度？本试验中用到了哪多个热电偶冷端温度赔偿方法？哪一个赔偿方法更正确？为何在读数过程中必需一直保持手动电位差计指针为零？尤其提醒：1.请统计下被校表（XCZ－101）型号、精度、分度号。2.试验数据需要统计正行程和反行程数据。测量点为100、200、300、400、500、600℃3.正行程假如采取冷端温度为冰浴（把XCZ－101机械零点调整为0）赔偿方法，则反行程采取室温（把XCZ－101机械零点调整为室温）赔偿方法。反之也行。4.试验过程中一人看XCZ－101指针改变，另一人一直调整UJ－37拨盘，让UJ－37检流计指针确保一直处于0，以确保测量正确性。试验三检验电子电位差计技术指标一、试验目标：了解电子电位差计结构、工作原理及使用方法；掌握电子电位差计校验方法并检验其精度等级是否合格。二、试验设备：XWD1—100电子电位差计 1台UJ—37型手动电位差计 1台水银温度计 1只三、试验内容：采取手动电位差计替换热电偶来检验电子电位差计技术指标。四、试验要求：检验电子电位差计零点及满度；验证精度等级。五、试验装置铜导线电子电位差计铜导线电子电位差计UJ—37六、试验步骤观察电子电位差计内部结构，对每个部分作用有个基础认识；调整UJ—37型手动电子电位差计工作电流旋钮，使检流计指针回零点，然后将UJ—37“输出”和“测量”开关扳至“输出”位置；按图示试验装置接好线路，接通电源；依据电子电位差计分度号查表，用UJ—37分别输入始端电势Eml和终端电势Emh，观察仪表在零点和满度是否符合要求。（1）零点Eml=E（t0，0）（2）满度Emh=E（ts，t0）=E（ts，0）E（t0，0）t0——环境温度，由试验时测得。检验电子电位差计误差在仪表量程范围内，均匀地取5~10点（包含上限值和下限值）进行检验，改变UJ—37输出电势，统计下电子电位差计指针在各检验点上UJ—37读数E（ts，t0）。七、思索和问答（1）若将电子电位差计输入端短接，指针将指在何处？为何？（2）实际使用中热电偶到电子电位差计输入端接线应该用什么导线？（3）温度赔偿电阻为何要接在仪表外面输入端接线柱上？（4）在热电偶测温过程中，忽然烧断，相当于本试验电子电位差计输入端断路，问此时指针将指在何处？为何？尤其提醒：1.请统计下自动电子电位差计精度、分度号。2.试验数据需要统计正行程和反行程数据。测量点为0、100、200、300、400、500、600℃3.测量数据之前请务必按手动电位差计标定要求做好工作电流标定。手动电位差计开关拨向输出档。4.因为自动电子电位差计含有冷端温度自动赔偿功效（即能在外部输入电势基础上增加一个室温对应电势值）。所以，要让自动电子电位差计指针指向零，需要给自动电子电位差计输入一个负电势值。即在零点测量时需要把自动电子电位差计正负极和手动电位差计正负极反接（正接负，负接正，相当于给自动电子电位差计输入电势是一个负值）。做完零点以后再把接线换回，按正确接法接（正接正，负接负）。试验四检验电子平衡电桥技术指标一、试验目标：了解电子平衡电桥结构、工作原理及使用方法；掌握电子平衡电桥校验方法并验证其精度等级是否合格。二、试验设备1、电子平衡电桥1台2、电阻箱1只3、2.5Ω电阻 2只三、试验装置试验装置接线图所表示：电阻箱电阻箱电子平衡电桥ABC四、试验内容：采取电阻箱替换热电阻来检验电子平衡电桥精度。五、试验步骤：按图示接好线路；接通电子平衡电桥电源，调整电阻箱电阻值，统计各检验点所对应电阻值（包含检验零点和满度）。思索和问答依据试验数据验证电子平衡电桥精度等级是否合格。测量过程中为何热电阻连接方法要采取三线制接法？将热电阻短路，电子平衡电桥指针应指在何处？若将热电阻断路，指针又应指在何处？为何？尤其提醒：1.请统计下自动电子平衡电桥精度、分度号。2.试验数据需要统计正行程和反行程数据。测量点为0、50、100、150、200、250、300试验五检验XMZ—102数字显示仪技术指标一、试验目标：熟悉XMZ—102数字显示仪结构、原理及校验方法；掌握XMZ—102数字显示仪校验方法及验证其精度等级。二、试验设备1、XMZ—102数字显示仪1台2、电阻箱1只3、5Ω电阻 3只三、试验装置试验装置接线图所表示：55Ω5ΩXMZ—102电阻箱5Ω123220VAC四、试验内容及要求采取电阻箱替换热电阻来检验XMZ—102数字显示仪技术指标并验证其精度等级。五、试验步骤按试验装置接线图接好线路。接通XMZ—102电源，调整电阻箱阻值，统计各检验点所对应电阻值（包含检验零点和满度）。六、思索和问答依据统计数据，验证XMZ—102精度等级合格否。输入短路时仪表指示值为多少？断路时仪表指示值又为多少？为何？XMZ－102数显仪表和XCZ－102仪表有哪些不一样？尤其提醒：1.请统计下被校表精度、分度号。2.试验数据需要统计正行程和反行程数据。测量点为0、100、200、300、400、500℃试验六检验XMZ—101数字显示仪技术指标一、试验目标：1、了解XMZ—101数字显示仪结构、原理及使用方法；2、掌握XMZ—101数字显示仪校验方法并验证其精度等级是否合格。二、试验设备：1、XMZ—101数字显示仪1台2、UJ-37型手动电位差记1只三、试验内容及要求：使用UJ-37型手动电位差计检验XMZ-101数字显示仪技术指标。四、试验装置：图所表示：五、试验步骤：调整手动电位差计工作电流旋钮，使检流计指针回零点，然后将手动电位差计“输出”和“测量”开关板至“输出”按试验装置接线图接好线路，接通数字显示仪电源在仪表量程范围内，均匀地选择5~10点（包含仪表量程上限值和下限值）进行检验，改变手动电位差计输出电势，统计下数字显示仪在各检验点上手动电位差计读数六、思索和问答处理试验数据，验证数字显示仪精度等级是否合格？输入短路时数字显示仪指示值为多少？为何？尤其提醒：1.请统计下被校表精度、分度号。2.试验数据需要统计正行程和反行程数据。测量点为0、100、200、300、400、500、600℃3.测量数据之前请务必标定好手动电位差计工作电流。试验七电容式差压变送器认识和校验一、试验目标1、熟悉智能型差压变送器整体结构及各部分作用，深入了解差压变送器工作原理及整机特征；掌握智能型差压变送器调校方法、零点迁移方法及精度测试方法；了解智能差压变送器使用方法。二、试验设备（一）试验所需仪器、设备1、智能型差压变送器，1台，0.2级，1151DP2、标准电阻箱，1台；3、标准电流表，1只；标准压力表，1只；气动定值器，1只；直流稳压电源，1只；智能手操器，1只。（二）试验装置连接图--------用手操器进行校表时电流表电流表电阻箱稳压电源差压变送器手操器+++三、试验内容和要求（一）预备知识1、`WT1151DP型差压变送器关键技术指标（详见设备铭牌和说明书）关键内容：型号、基础误差、测量范围、输出电流、负载电阻、工作电源、线性误差、变差、阴尼时间常数等。 2、试验注意事项 （1）接线时，要注意电源极性。在完成接线后，应检验接线是否正确，气路有没有泄漏，并请指导老师确定无误后，方能通电。 3、试验须知 （1）对差压变送器进行调校前，应先把阻尼关闭。 （2）在对变送器进行零点、量程调校前，应将迁移取消，然后再进行零点、量程调整。 （3）对变送器进行迁移时注意迁移后被测压力不得超出该仪表许可测量范围上限值绝对值，也不能将量程压缩到该表所许可最小量程。 （4）不要把电源信号线接到测试端子，不然会烧坏内部二极管。 （二）试验原理 电容式差压变送器是一个没有杠杆系统和整机负反馈步骤开环仪表，它采取差动电容作为检测元件，整体结构无机械传动、调整装置，各项调整全部是由电气元件调整来实现。实质上仍然是一个将输入差压信号线性地转换成标准4-20MA直流电流信号输出转换器。 结构上关键有三个部件：敏感部件（测量部件）、放大板和调校板。 变送器在投运前必需对各项性能及指标进行全部校验。能够经过外给标准差压值看其输出值方法检验其精度或经过手操器改变量程来判定其正确度。 （三）试验内容和步聚 1、按图正确接线。 2、通常检验。观察仪表结构，熟悉零点、量程、正负迁移等调整位置。 3、零点和量程调整（详见说明书） 4、仪表精度校验。加标准值统计其输出值。通常测量其范围0%、25%、50%、75%、100%等5个点。 5、零点迁移调整及改变量程 能够用加压方法及用手操器方法来改变零点和量程。 （四）仪表校验统计单试验用关键仪器、设备技术参数一览表项目被校仪表标准仪器名称型号规格精度数量制造厂出厂日期变送器试验数据统计表输入输入信号刻度分值0%25%50%75%100%输入信号输出输出信号标准值实测值误差实测值实测基础误差实测精度等级 （五）数据处理 1、数据处理时应注意问题 （1）试验前拟好试验统计表格。 （2）试验时一定要等现象稳定后再读数、统计，不然因滞后现象会给试验结果带来较大误差。 2、利用正确公式进行误差运算。 3、整理试验数据并将结果填入表格。 4、分析变送器静态特征，画出变送器输入-输出静态特征曲线（包含正、反行程），求出最大非线性误差。四、思索和问答 1、1151差压变送器关键由哪些部件组成？ 2、