实 实 验 报 告

　课程名称

　 检测原理实验

　 学生学院

　 自动化学院

　 专业班级

　2014 级物联网(2)班

　学

　号

　3114001491

　学生姓名

　卢 阳

　课程教师

　 潘运红

　2015 年 11 月 23 日

　实验一

　热电偶测温及校验 一、

　实验目的 与要求 （一）目的：

　1.了解热电偶的结构及测温工作原理；

　 2.掌握热电偶校验的基本方法；

　 3.学习如何定期检验热电偶误差，判断是否及格。

　（二）要求：

　 观察热电偶，了解温控电加热器工作原理; 通过对 K 型热电偶的测温和校验，了解热电偶的结构及测温工作原理；掌握热电偶的校验的基本方法；学习如何定期检验热电偶误差，判断是否合格。

　热 电偶 被

　测

　量

　 温

　 度

　二、实验结 果和数据处理 三、结论

　 答：根据国家颁布的标准，据表 1 判断热电偶是否合格。

　表 1

　热电偶温度允许误差表 50℃ 70℃ 90℃ 110℃ 130℃ 150℃ 标准热电偶热电势 (mv)

　1 1.7 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 2 1.6 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 3 1.6 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 4 1.6 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 平均电势(mv) 1.63 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 修正电势(mv) 1.495 1.495 1.495 1.495 1.495 1.495 实际电势(mv) 3.125 4.295 5.595 6.995 8.395 9.795 分度表温度 (℃) 5

　 150 被校热电偶热电势 (mv)

　1 1.0 1.8 2.6 3.5 4.4 5.2 2 1.0 1.8 2.6 3.5 4.4 5.2 3 1.0 1.8 2.6 3.5 4.4 5.2 4 1.0 1.8 2.6 3.5 4.3 5.2 平均电势(mv) 1.0 1.8 2.6 3.5 4.38 5.2 修正电势(mv) 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 实际电势(mv) 2.0 2.8 3.6 4.5 5.38 6.2 分度表温度 (℃) 5

　 150 两偶温度误差(℃) 0 1 0 0 1 0 两偶误差(Δδ%) 0 2% 0 0 2% 0

　经 计 算，两偶误差在允许范围内，故此次试验所用的热电偶是合格的。

　四、思考题 1. 分析产生校验误差的各种因素，思考如何处理可以减小误差？ 答：（1）炉温不够恒定，变动太大导致测量值不同，消除方法为炉温达到检定温度时，应确保炉温恒定才进行检定(在 5 分钟内温度波动变化不大于 1～2℃,观察标准热电偶的毫伏值)。

　 （2）冷端温度不为零度。消除方法为检定前要确保冰点恒温器内存在冰水混合物，这样可确保冷端温度为零度。

　（3）直流电位差计忘记调零。消除方法为使用电位差计前先进行调零。

　2. 将平台上的热电偶转换开关打向左边，显示的温度值真实与否？为什么？ 答：将转换开关打向左边，指示温度是标准热电偶 K 测试点温度，显示的温度与 E 分度热电偶有差别。当转换开关转向 K 分度热电偶时，温度数字温度并非为加热炉内温度，会引起误差。

　热电偶名称 分度号 温度范围 允许偏差 镍铬—镍硅 K 0～400℃ ±3％ 镍铬－锰白铜 E ≤300℃ ±3％

　实验三

　光纤位 移传感器的测量 一、 实验目的 与要求 （一）目的：

　1．了解光纤位移传感器的结构和工作原理，

　2．掌握光纤位移传感器的输入——输出特性。

　（二）要求：

　光纤传感技术是适随着光纤通信和集成光学技术而发展起来的新型传感技术。通过光纤位移传感器来测量位移，掌握这种传感器的特性。本光纤传感器为反射式， 光纤采用 Y 型结构，两束多模光纤合并于一端组成光纤探头，一束作为接收， 另一端作为光源发射， 近红外二极管发出的近红外光经光源光纤照射至被测物，由被测物反射的光信号经接收光纤传输至光电转换器转换为电信号，

　反射光的强弱与反射物与光纤探头的距离成一定的比例关系， 通过对光强的检测就可得知位置量的变化。

　二、 实验 结果和数据处理

　X（mm）

　0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 V （mv）

　18.8 389.3 819 1146

　 5 1

　 57 X（mm）

　5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0

　V （mv）

　763 681 6

　399 363 332 304

　三、结论 接收光纤光源光纤∆xX反射体变换器VVout光纤位移传感器光纤探头 图 5

　反射式光纤位移传感器原理及接线 答：

　光纤传感器测量位移的工作原理:

　光纤传感器为反射式， 光纤采用 Y 型结构，两束多模光纤合并于一端组成光纤探头，一束作为接收， 另一端作为光源发射， 近红外二极管发出的近红外光经光源光纤照射至被测物，由被测物反射的光信号经接收光纤传输至光电转换器转换为电信号， 反射光的强弱与反射物与光纤探头的距离成一定的比例关系， 通过对光强的检测就可得知位置量的变化。

　020040060080010001200140016000 2 4 6 8 10 12V-X 曲线 位移距离如再加大，就可观察到光纤传感器输出特性曲线的前坡与后坡波形，作出 V-X 曲线，通常测量用的是线性较好的前坡范围。

　思考题 1. 与为什么要分析线性较好的范围？ 答：这与光纤传感器的特性有关，当位移达到某一值以后，输出信号与位移不再呈线性关系此时达不到测量目的。

　2. 光纤通信与测量的原理一样吗？ 答：不一样。光纤通讯是对光信号的传递，利用光的变化进行信号数据的传递；而测量是将一种介质的变化量转换成标准的信号，如电信号。

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