传感器测试系统的设计 毕业论文 (2).doc
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摘 要
本文主要介绍一种传感器测试系统的设计 ,该设计中所涉及的传感器主要包括:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、压差传感器、流量传感器等。所涉及的仪表主要有手操、巡检仪、变频器、AI工业智能调节器、AIJ智能调节器等。以及执行机构主要有变频器和调节阀。本次设计的传感器测试系统是专门为电气类专业(电气工程、自动化、检测仪器及仪表等)所设计的综合实验装置。完成典型传感器(温度、湿度、压力、流量、液位、电参数)测试及校验,并可实现对被控对象的建模、系统设计及系统稳定性分析、系统的参数整定、系统的性能指标检定。可为检测技术、控制原理、计算机控制技术、集散控制系统、过程控制及仪表等课程开设实验、实训及科研项目研究,为以后从事自动控制系统研发设计、集成安装、调试、运行操作、维护、维修等工作奠定一定的基础。还可以为本科生、研究生、专业教师及科研人员从事控制系统的实验、实训及科学研究的提供一个重要的平台。
目录
摘 要 I
Abstract II
1 绪 论 1
1.1 概述 1
1.2 课题设计任务 1
2 总体方案设计 2
2.1概述 2
2.2 系统主要功能及技术指标 2
2.3 系统控制方式 3
2.4 系统主要方案 4
3 系统工作原理 7
3.1传感器测试系统的控制仪表 7
3.2传感器测试系统的执行机构 15
3.3传感器测试系统的传感器组成 18
4 传感器测试系统可开设的实验 22
4.1 传感器测试及校验 22
4.2 执行器测试 33
4.3 仪表设置及测试 38
4.4 简单控制系统实验 47
4.5 复杂系统控制实验 52
5 总结 54
附录 55
致谢 58
参考文献 58
1 绪 论
1.1 概述
传感器处于研究对象与测控系统的接口位置,一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。PLC控制等)组成。检测装置(温度传感器、压力传感器、液位传感器、流量传感器等)、执行机构(变频器、调节阀等)等组成系统的控制对象单元,完成对温度、压力、液位、流量等信息的检测,并能将所测信息通过检测装置转换成电流信号输出。控制系统单元在接收到控制对象单元输出的信号时经过处理实现对系统温度、压力、液位、流量等的控制。
1.2 课题设计任务
传感器测试系统是由检测装置、系统控制、执行机构和供水系统等组成。完成典型传感器(温度、湿度、压力、流量、液位、电参数)测试及校验,并可实现对被控对象的建模、系统设计及系统稳定性分析、系统的参数整定、系统的性能指标检定。并根据采用的模块化结构自由组合可构成简单系统或复杂系统,另一方面通过选用不同模块可构成集散系统。
检测装置(温度传感器、压力传感器、液位传感器、流量传感器、电量传感器)完成对典型传感器(温度、湿度、压力、流量、液位、电参数)测试并将所测得得物理值转换成4~℃
(2)压力传感器,测量范围0~~~~
温度传感器:主要用来检测加热水箱里液体温度。
流量变送器:对两路供水系统各出口处的流量进行检测并输出电流信号4~20mADC。
差压变送器:对上下两个水箱的液位进行检测并输出信号参数。
湿度传感器:对控制系统中的湿度进行检测并输出4-20mA电流信号。
单相电压变送器:对系统中交流电压进行检测并输出电流信号4-20mA。
单相电流变送器:对系统中交流电流进行检测并输出电流信号4-20mA。
功率因素变送器:对系统中的功率因数进行检测并输出电流信号4-20mA。
图2-1 系统控制对象工艺
2.4.2系统执行机构
电动调节阀:采用智能直行程电动调节阀,用来控制水的流量从而达到对回路中的液位、压力、流量、温度进行调节。
变频器:控制三相交流电动机速度和转矩。
水泵:系统输出驱动。
2.4.3 系统控制仪表
人工智能温度控制器:采用先进的可接系统的给定信号和阀位的反馈信号,根据二者的偏差进行调节,输出相应的控制量
图2-2 控制仪表布置图
3 系统工作原理
3.1 传感器测试系统的控制仪表
3.1.1 AI人工智能工业调节器
AI调节器的型号定义
AI系列仪表硬件采用了先进的模块化设计,具备5个功能模块插座:辅助输入、主输出、报警、辅助输出及通讯[]。本设计中只选用四个功能模块没有选用辅助输出模块。AI系列人工智能调节仪表共由8部分组成,本设计仪表型号为:
AI-808P A I4 X3 L0 N S4 — 24VDC
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
这表示一台仪表:①基本功能为AI-808P型,②面板尺寸为A型(96×96mm);③辅助输入(
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