2024年2月20日发(作者：步慧捷)
实验一 液位检测系统实验
实验目的
1、 掌握实验装置的基本操作与液位检测原理。
2、理解检测仪表校验的概念，掌握校验方法。
3、理解传感器信号范围、零点迁移与量程的相互影响。
实验器材
1、 CS4000 型过程控制实验装置。
2、C3000 过程控制器、实验连接线。
3、 计算机、无纸记录仪数据采集软件 Inscan6.3、RS232/485 转换器、打印机。
实验原理
如图 15 所示，将液位变送器信号接入 C3000 过程控制器模入通道 1，通过调节手阀为水箱加 水，观察并记录液位升高过程中水箱液位的读数与 C3000 显示的液位值。
液位
模入通道1
变送器
图 15 变送器实验系统连接图
实验内容和步骤
1、将左下液位水箱的液位信号送至 C3000 过程控制器模拟量输入通道 1。
2、 打开主管路泵前手阀 V1 和电动调节阀前手阀 V4，打开左下液位水箱进水阀 V11，打开调 节阀的旁路阀 V3（图 12）。
3、 打开控制台及实验对象电源开关（先合上空气开关，再按启动按钮），打开 C3000 过程控制 器电源开关、电动调节阀、检测设备电源开关。
4、 关闭左下水箱排水阀 V10，打开主管路泵，将储水罐灌满水。将 C3000 切换至监控画面，缓 慢开启排水阀 V10，液位逐渐下降的过程，将 C3000 显示值及液位高度填入下表。
传感器信号与液位高度记录表
C3000 显示值（mm）
液位高度 h（mm）
误差
26.59
20.63
15.21
9.89
4.67
27.10
21.50
16.15
10.74
5.48
0.019
0.040
0.058
0.079
0.148
思考题：
1、为什么工业现场信号传输规格通常是电流信号而不是电压信号？
使用电压传输信号，由于导线电阻比较大，并且随温度变化，所以精度很差，使用电流环传输信号，电流的大小来表示信号的强弱，跟传输导线的内阻没有关系，信号传输精度很高。
2、 为什么零点和量程是相互影响的?
变送器用的是单极性供电放大电路。
调零实质上是偏置电路的一部分，而偏置电路的调整是将输入输出整个移动的，所以会影响量程。实际上很多情况下是影响输出上限。
量程实质上是负反馈电路的一部分，是改变输出对输入的影响。而对单极性供电放大电路来说，它的输入零点是零电压（要和信号零，偏置零分清）。信号的零点对放大器来说还是有信号，有反馈的。所以反馈变化后信号的零点发生变化。
3、 分析误差产生原因，提出修正方案。
在读取液位高度时，由于是人工读取的，会有一定误差。修正方案：多读几次求平均值。
在读取两个数据时，会有一定的时间间隔，产生误差。修正方案：多读几次求平均值
2024年2月20日发(作者：步慧捷)
实验一 液位检测系统实验
实验目的
1、 掌握实验装置的基本操作与液位检测原理。
2、理解检测仪表校验的概念，掌握校验方法。
3、理解传感器信号范围、零点迁移与量程的相互影响。
实验器材
1、 CS4000 型过程控制实验装置。
2、C3000 过程控制器、实验连接线。
3、 计算机、无纸记录仪数据采集软件 Inscan6.3、RS232/485 转换器、打印机。
实验原理
如图 15 所示，将液位变送器信号接入 C3000 过程控制器模入通道 1，通过调节手阀为水箱加 水，观察并记录液位升高过程中水箱液位的读数与 C3000 显示的液位值。
液位
模入通道1
变送器
图 15 变送器实验系统连接图
实验内容和步骤
1、将左下液位水箱的液位信号送至 C3000 过程控制器模拟量输入通道 1。
2、 打开主管路泵前手阀 V1 和电动调节阀前手阀 V4，打开左下液位水箱进水阀 V11，打开调 节阀的旁路阀 V3（图 12）。
3、 打开控制台及实验对象电源开关（先合上空气开关，再按启动按钮），打开 C3000 过程控制 器电源开关、电动调节阀、检测设备电源开关。
4、 关闭左下水箱排水阀 V10，打开主管路泵，将储水罐灌满水。将 C3000 切换至监控画面，缓 慢开启排水阀 V10，液位逐渐下降的过程，将 C3000 显示值及液位高度填入下表。
传感器信号与液位高度记录表
C3000 显示值（mm）
液位高度 h（mm）
误差
26.59
20.63
15.21
9.89
4.67
27.10
21.50
16.15
10.74
5.48
0.019
0.040
0.058
0.079
0.148
思考题：
1、为什么工业现场信号传输规格通常是电流信号而不是电压信号？
使用电压传输信号，由于导线电阻比较大，并且随温度变化，所以精度很差，使用电流环传输信号，电流的大小来表示信号的强弱，跟传输导线的内阻没有关系，信号传输精度很高。
2、 为什么零点和量程是相互影响的?
变送器用的是单极性供电放大电路。
调零实质上是偏置电路的一部分，而偏置电路的调整是将输入输出整个移动的，所以会影响量程。实际上很多情况下是影响输出上限。
量程实质上是负反馈电路的一部分，是改变输出对输入的影响。而对单极性供电放大电路来说，它的输入零点是零电压（要和信号零，偏置零分清）。信号的零点对放大器来说还是有信号，有反馈的。所以反馈变化后信号的零点发生变化。
3、 分析误差产生原因，提出修正方案。
在读取液位高度时，由于是人工读取的，会有一定误差。修正方案：多读几次求平均值。
在读取两个数据时，会有一定的时间间隔，产生误差。修正方案：多读几次求平均值