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DIL2081膨脹系數(shù)測試儀

點(diǎn)擊次數(shù):3097     更新時(shí)間:2016-01-12

、概述

本儀器采用計(jì)算機(jī)技術(shù),智能儀表(單片機(jī))技術(shù)對(duì)物理量:位移、溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)全過程的檢測與控制,并可以實(shí)現(xiàn)脫機(jī)運(yùn)行,聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試。運(yùn)行于中文WindowsXP環(huán)境,具有友好的中文用戶操作界面;脫機(jī)狀態(tài)由智能儀表檢測,手動(dòng)測試。該儀器主要用于測定固體材料的熱膨脹系數(shù)。具有全自動(dòng)、易于測試、易操作、數(shù)據(jù)可打印輸出、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存檔、數(shù)據(jù)庫豐富、易修改檢索等特點(diǎn);為工廠、科研院所檢測材料制品的性能和科研教學(xué)提供了現(xiàn)代化的測試手段。

二、主要技術(shù)系數(shù)

1、zui高爐溫:300℃。

2、升溫速度,實(shí)驗(yàn)過程控制參數(shù),含PID參數(shù)以及通迅方式。

⑴由智能模塊實(shí)現(xiàn)全過程任意需要調(diào)節(jié)、設(shè)置、鎖定。

⑵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)液晶顯示器顯示,實(shí)現(xiàn)友好中文界面。并可實(shí)現(xiàn)在線修改。

3、電源電壓:220V±10,50HZ

4、爐子zui大功耗≤500W

5、膨脹值測量范圍與誤差:0--5±0.1%

6、控溫精度:±1℃ 溫度記錄值誤差≤±0.5

7、測量膨脹值分辨率:1um

三、儀器的組成及原理

1、系統(tǒng)組成:加載進(jìn)樣氣動(dòng)裝置、位移測量裝置,爐膛、控制系統(tǒng)(智能模塊+嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng))、四部份組成。 

2、組成原理圖:

 

輸出控制參數(shù)

測量溫度傳感器部分

溫度智能儀表

通信接口

測量位移傳感器部分

位移智能儀表

通信接口

記錄打印

計(jì)算機(jī)控制

RS232/RS485轉(zhuǎn)換器

顯示運(yùn)行狀態(tài)

可控硅控溫、爐膛溫度測試

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

3、原理介紹

電爐升溫后爐膛內(nèi)的試樣發(fā)生膨脹,頂在試樣端部的測試桿產(chǎn)生與之等量的膨脹量(如果不計(jì)系統(tǒng)的熱變形量),這膨脹量由電感位移計(jì)測量出來,由位移顯示模塊顯示并送嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理后顯示δ和α值是通過自動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)償計(jì)算結(jié)果,也可通過智能模塊顯示的位移值,人工記錄,并按原理公式計(jì)算。

⑴傳感測量裝置中的測試桿,端頂著試樣端連著位移傳感器的鐵芯。試樣的另端頂加載進(jìn)樣氣動(dòng)裝置活塞桿樣品支架上。因而試樣在此端的自由度被限制了,所以試樣的膨脹將引起位移傳感器的鐵芯相應(yīng)的位移。

爐膛采用特種電阻絲發(fā)熱。

試樣裝在試樣架上固定不動(dòng),又啟動(dòng)加載裝置進(jìn)出爐,進(jìn)樣后由氣泵壓力頂住樣品。

電氣部分:

a.參照智能模塊518P儀表操作手冊(cè),實(shí)驗(yàn)參數(shù)可由用戶調(diào)整(出廠時(shí)已調(diào)好)。

b嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)部分,遵從計(jì)算機(jī)操作原理,因系統(tǒng)工作在(Windowsxp)簡體中文環(huán)境,用戶計(jì)算機(jī)的軟件環(huán)境應(yīng)能支持Windows32位軟件。在運(yùn)行用戶測試程序之前,須安裝測試軟件。安裝方法參照Windows應(yīng)用軟件安裝方法及軟件操作。注意事項(xiàng)要求,接口連接轉(zhuǎn)換頭接嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主板Com1口。打印機(jī)支持usb口,在Windowsxp操作系統(tǒng)下安裝打印機(jī)。用戶需打印時(shí)將自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)打印記錄。

C.系統(tǒng)的補(bǔ)償,可以定期由用戶標(biāo)樣進(jìn)行校準(zhǔn)。其數(shù)據(jù)處理通過計(jì)算機(jī)完成。由用戶輸入標(biāo)樣的α值,該項(xiàng)儀器出廠前已校準(zhǔn)。并提供標(biāo)樣在不同溫度下的α值供用戶參考。

四、使用與操作

儀器出廠時(shí),已作好全部參數(shù)的調(diào)整,使用時(shí)應(yīng)按下列程序操作。

1、先把氣瓶接好,并打開減壓器開關(guān);確認(rèn)電線已接好。

注意:連接電爐的電線端子定要接觸良好,并將儀表的地線接入實(shí)驗(yàn)場所地線(或水管),減少系統(tǒng)之感應(yīng)電以保護(hù)計(jì)算機(jī)可靠工作及數(shù)據(jù)的正常傳送。

2、打開電源開關(guān),檢查智能模塊518P基本參數(shù)的設(shè)置,確定升溫曲線已經(jīng)設(shè)置好。

3、按住氣泵控制按鈕,直到可以看到放試樣的支撐平面(要直按住,不要松手),確定試樣正確放好,松開按鈕就可以了。

4、打開工作啟動(dòng)開關(guān)(把開作啟動(dòng)按鈕按下就OK),打開電腦(電腦的開機(jī)開關(guān)在顯示器的左下方,打開就行了,在開機(jī)前請(qǐng)您確定鼠標(biāo)已經(jīng)接好)。

5、開機(jī)后,電腦會(huì)自動(dòng)調(diào)用熱膨脹系數(shù)測試系統(tǒng)(如圖),請(qǐng)確認(rèn)溫度和位移都顯示正確(因?yàn)橛械臅r(shí)候會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息),如果沒有顯示溫度或位移就麻煩你退出此軟件,再重新打開;確認(rèn)溫度和位移都正確顯示后,就可以按實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)了(實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)是在528P表上按,軟件不要?jiǎng)樱T谧鐾陮?shí)驗(yàn)后點(diǎn)擊打印報(bào)告可以打印實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(如圖三),在上面點(diǎn)擊下就會(huì)提示你保存這份報(bào)告,以方便您在外面打印。

6、如要做儀器補(bǔ)償值,請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)啟動(dòng)前點(diǎn)擊軟件上的“補(bǔ)償測試”按鈕,會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償值測試界面(如圖二)。(在做補(bǔ)償值的時(shí)候只要儀表上停了軟件就會(huì)自己動(dòng)停下來,不要人工去點(diǎn)停止,再說軟件上面沒有可以點(diǎn)擊的)

7、膨脹系數(shù)計(jì)算方法:

試樣升溫達(dá)到測試溫度后,根據(jù)顯示結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)人工計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。計(jì)算機(jī)測試的結(jié)果為整個(gè)過程溫度點(diǎn)的試樣膨脹系數(shù),根據(jù)輸出結(jié)果,選擇所需要的點(diǎn)。

  Lt Kt

線膨脹百分率計(jì)算公式:  δ= —————×100

L

                        Lt Kt

平均線膨脹系數(shù)計(jì)算公式:α= —————

                        Ltt0

兩公式中:

L:試樣室溫時(shí)的長度(um);Kt:測試系統(tǒng)t時(shí)補(bǔ)償值um

Lt:試樣加熱t℃時(shí)測得的線變量即記錄值(um

t:試樣加熱溫度℃; t0:試樣加熱前的室溫℃

計(jì)算機(jī)和儀表顯示的位移單位均為um

儀器的補(bǔ)償值Kt需要用戶自己預(yù)先測定和計(jì)算,可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)程序測試完成。求補(bǔ)償值Kt方法是:1000℃以下用石英標(biāo)樣;1000℃以上用高純剛玉標(biāo)樣作試樣,進(jìn)行升溫測試,記錄出標(biāo)樣測試曲線,曲線中包括了標(biāo)樣、試樣管及測試桿的綜合膨脹值。而補(bǔ)償值Kt應(yīng)只是試樣管及測試桿在相應(yīng)溫度下的綜合膨脹值,所以應(yīng)將標(biāo)樣在相應(yīng)溫度下的膨脹值,從測試數(shù)據(jù)中相應(yīng)溫度下的膨脹量中扣除后剩下的膨脹量即為儀器在相應(yīng)溫度下的補(bǔ)償Kt。而標(biāo)樣的膨脹系數(shù)為已知的,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,不同的標(biāo)樣,用戶自己應(yīng)填充該數(shù)據(jù)庫。

Kt=Lt標(biāo)-α標(biāo)×L標(biāo)×(t-t0

石英標(biāo)樣的膨脹系數(shù)取樣平均值0.55×10-6/

例:若用該儀器測試1400℃時(shí)的補(bǔ)償值K1400,用剛玉標(biāo)樣升溫、升溫前標(biāo)樣L標(biāo)=50.1㎜,室溫t0=20 升溫1400℃時(shí),記錄△LI1400標(biāo)=0.11已知1400時(shí)剛玉的平均線膨脹系數(shù)標(biāo)=8.623×10-6/

K1400 =L1400標(biāo)-α標(biāo)×L標(biāo)1400-20

      =0.11-8.623×10-6× 50.1×1380

=0.11-0.596 =-0.486

 

8:軟件操作主要界面

圖二

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖三

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

五、調(diào)整與校正

1、膨脹值數(shù)字顯示方式的調(diào)整與校正

①零點(diǎn):膨脹值采用智能數(shù)字式儀表進(jìn)行顯示,應(yīng)將518P顯示儀表按其說明調(diào)整好的所需參數(shù)和量程。開啟儀表電源,并接好各線,所顯示不在“0”位,可通過調(diào)零旋鈕使其回到零點(diǎn)。

②量程校正

50長兩端磨平的圓棒放入試樣區(qū),測試桿頂緊圓棒,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使膨脹值指示儀表2000左右。

2、升溫過程參數(shù)調(diào)整:

出廠時(shí)已對(duì)升溫過程各參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,并已鎖定。用戶如若有改變,可參閱518P儀表說明書。智能儀表相當(dāng)于程序給定器,調(diào)節(jié)參數(shù)可任意進(jìn)行,用戶在使用中可以定期對(duì)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

六、試樣規(guī)范及制備

1、試樣尺寸

圓柱體Ф50)×50mm

2、用戶可根據(jù)自己的工藝要求制作試樣。

七、安裝、保養(yǎng)

1、儀器應(yīng)安裝在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,周圍無震動(dòng)源,機(jī)械主機(jī)的工作臺(tái)高度應(yīng)低于800

2、測溫在1000以下的儀器及儀器不需要?dú)鍤獗Wo(hù)。

八、產(chǎn)品成套覽表

規(guī)格

  

規(guī)  

單位

數(shù)量

 

機(jī)

機(jī)械主機(jī)

 

臺(tái)

1

 

1200以上配剛玉標(biāo)樣壹只.

用戶配置計(jì)算機(jī)

 

 

電控箱

同上體化

臺(tái)

 

附件

石英標(biāo)樣

Φ8×50

1

機(jī)

產(chǎn)品說明書

 

1

控溫表說明書

518P501

1

產(chǎn)品合格證書

 

1

(隨機(jī)附軟件)

 

1

                                                     

計(jì) 機(jī)

1、該系統(tǒng)采用RS485通訊,距離可達(dá)1km,可接164臺(tái)下位儀表,均采用光電隔離術(shù)。

2、通訊代碼為ASC  7位碼

3、數(shù)據(jù)格式:起始位:1位;         數(shù)據(jù)位:7位;

效驗(yàn)位:1位,偶效驗(yàn); 停業(yè)位:1

4、通訊波特率:4800bps

5、通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換器連接計(jì)算機(jī)的COM2

9/25

 

計(jì)算機(jī)

 

PS232/

PS485

控制柜

 

                串口                   TXD        TXD

 

                COM2                    TXD      RXD

 


 

轉(zhuǎn)換器        雙絞線連接

 

暫停試驗(yàn)

繼續(xù)試驗(yàn)

 

 

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