基于K型热电偶、XMT温度调节仪、交流接触器、加热套等对象

一、实验目的和要求

1. 掌握热电偶温度计的工作原理。 

2．了解XMT温度调节仪、交流接触器的工作原理。

3．掌握基于K型热电偶、XMT温度调节仪、交流接触器、加热套的温度控制系统的的安装和调试方法。

4. 掌握电工操作的一些基本方法，培养动手能力。

二、工作原理

1. 热电偶温度计的工作原理

热电偶的测温原理基于热电效应。

将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点电1 和2的温度不同时，如果T＞T0 ，在回路中就会产生热电动势，并在回路中有一定大小的电流，此种现象称为热电效应。该电动势就是著名的“塞贝克温差电动势”，简称“热电动势”，记为EAB，导体A，B称为热电极。接点1通常是焊接在一起的，测量时将它置于测温场所感受被测温度，故称为测量端(或工作端热端)。接点2要求温度恒定，称为参考端(或冷端)。由两种导体的组合并将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。

2. XMT温度调节仪的工作原理

，其原理就是通过温度传感器测定温度，通过控制器计算，反映到电加热上，假如温度过高，偏离使用值，将降低输出，从而降低温度。温度过低，相反控制。从而达到温度恒定。其实温度恒定也不是定值，是在温度设定值上下浮动。

XMT工作原理示意图

XMT温度调节仪使用方法：

①安装处开好尺寸，把仪表塞入，用安装支架紧固；

②按图正确接线，仔细检查；

③把感温元件放在合适之处，注意不要与电源线或继电捆扎在一处；

④通电后，设定所需温度值的 90% 之处（拨码型可直接给定，电位器型，则先把开关拨向“设定”，转动旋钮至所需值，在把开关拨向“测量”），待几次动作后，在设定至所需值；

⑤绿灯亮即加热，红灯亮即停止加热；

⑥配用可控硅的仪表，如发现负载两端电压抖动，可把接线端子上脉冲输出

两根线对换。

 3. 交流接触器的工作原理

接触器是一种用来接通或断开带负载的交直流主电路或大容量控制电路的自动化切换器，主要控制对象是电动机，此外也用于其他电力负载，如电热器，电焊机，照明设备，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用/。接触器控制容量大。适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的   重要元件之一。               

 交流接触器接线参考图2

三、实验仪器及设备

1. 工具箱————————1套 （列出工具箱中的具体工具种类和数量）

电线————————若干

3. 插头————————2只

4. 拖线板————————1套

5. K型热电偶———————1只

6. XMT温度调节仪———————1台

7. 交流接触器———————1只

8. 温度加热套———————1只

9.  绝缘胶带—————————1卷

10. 秒表————————1只

四、实验内容

   1.画出基于K型热电偶、XMT温度调节仪、交流接触器、加热套等的自动控制系统方块图，并具体分析说明。

自动控制系统方块图

对自动控制系统方块图进行说明：

被控对象：电热套

    测量元件及变送器：K型热电偶

    控制器：交流接触器

    执行器：XMT温度调节仪

经加热器加热使热电偶加热，热电偶经交流接触器调节显示在XMT温度调节仪上

   2．画出接线草图（接线、设计方案有多种，没有标准，没有最好，只有最合适的，各组应尽量避免相同），对其进行论证，确定实验方案，交老师确认后方可进入下步。

   3.根据确认后的草图进行接线，接线要美观、安全，避免导线裸露。接线完毕后对其进行模拟通电论证（不可通电），经老师确认后方可进入下步。

   4.目测、用万用表、电笔等检查接头、线路等是否正常。

   5.检查，报告指导教师，在老师的监督下接通电源，调试设备。

设备实物图

   6.将温度设定一个合理的值，记录被控变量对时间的变化曲线（过渡过程曲线），分析控制参数对控制过程的影响。

7、实验结束，关闭全部电源设备，拆下实验连接线，打扫卫生，填写实验记录，经老师同意后离开。

五、实验报告内容

1．说明实验中使用的仪器和最终接线图，并记录处理实验数据。

答：实验中使用的仪器有工具箱————————1套 （列出工具箱具体工具种类和数量）

电线————————若干

3. 插头————————2只

4. 拖线板————————1套

5. K型热电偶———————1只

6. XMT温度调节仪———————1台

7. 交流接触器———————1只

8. 温度加热套———————1只

9.  绝缘胶带—————————1卷

10. 秒表————————1

设定温度90ºC

最终接线图

将温度设定在XXX，记录被控变量对时间的变化曲线（过渡过程曲线），分析控制参数对控制过程的影响。

                                      变化曲线图

分析控制参数对控制过程的影响：由图可知属于非振荡单调过程:被控变量在给定值的某一侧作缓慢变化，没有来回波动，最后稳定在某一数值上称为稳定的过渡过程，被控变量经过一段时间后，逐渐趋向原来的或新的平衡状态，这是我们所需要的。但非振荡单调过程中，被控变量变化较慢，长时间偏离给定值，不能很快恢复平衡状态

2．思考并回答下列问题： 

（1）通过实验对调节仪表在哪些方面有了进一步的认识。

答：目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。

3．对本实验的改进意见。

答：

接线烦，线路多，容易接错和松动，危险系数高。

可以减少接线线路，加热套加热误差大

 4. 编写自己设计、安装和调试后的温度控制设备的说明书。

1.温度设定：打开表盖，转动旋钮设定针即可(一般不用再设定)。

2.接线：打开表盖，将电缆线从引线接点穿入，按图2要求接线。电缆线推荐使用KW4×1.5控制电缆。

接线后拧紧引线接头处螺母，不得松动。表盖按原样合好，均匀旋紧四只螺钉。

温控器表头安装前应先完成安装接线和开关设定两项

3.温控器安装

4.温包安装下载本文