新 现代仪器设计 实验指导.docx
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新 现代仪器设计 实验指导.docx
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新现代仪器设计实验指导
《现代仪器设计基础》
实验指导书
适用专业:
测控技术与仪器
课程代码:
8426830
总学时:
40总学分:
3
编写单位:
电气信息学院
编写人:
靳斌陈高燕
审核人:
审批人:
批准时间:
年月日
实验一:
温控箱控温和数据记录实验
预备知识
1、使用方法
1.把需要干燥的物品放入干燥箱内,上、下四周应留存一定的空间,保持工作室气流畅通,关好箱门。
2.根据不同的物品的潮湿程度,选择不同的干燥时间,如果被干燥的物品比较的潮湿,可以打开风门,使箱内潮湿空气排出。
3.操作方法:
开启电源:
等待约18秒钟,等列表盘上下排数显位置全部显示出数值为止。
设定工作温度:
快速点击SET键一次,此时上排显示SP,再按
或
键,把下排的数值调节成你需要的温度数值,再次按SET键两次,此时上排的显示为箱内的实际温度,下排为你设定的温度,烘箱自动加热至设定的温度后自动恒温。
定时:
快速点按SET键两次,此时上排的显示为ST,下排为O,再次按
或
键,把下排的数值调节成你需要的定时时间,单位为分钟。
再次按SET键一次,烘箱开始加热。
如果采用定时功能,达到定时时间时,仪表会蜂鸣4次以示提醒,并停止加热。
若不需要定时,应把定时时间设定为0即可。
一般情况下不得进行以下操作:
开始加热,箱内温度到达设定温度时,其温度往往会继续上升,这是余热影响,此现象约半小时后趋于稳定。
如果温度过冲太大,请进行仪表自整定,操作如下:
开关打开后,设定好你需要的温度,此时烘箱开始加热。
按SET键约20秒,AT灯闪烁,仪表开始自整定,自整定结束后AT灯自动熄灭。
仪表自己得出一组能克服超温的PID参数。
仪表能将新参数自动控制恒温。
在自整定过程中,按
或
键20秒后AT灯灭,自整定停止,仪表按原来的PID参数进行控制,自整定时不要进行定时操作。
2、内部接线
3、注意事项
1.干燥箱应放于室内干燥的水平处,应在供电线路中安装含保险的开关,供此箱专用。
为保证干燥箱的安全使用,箱体外壳一定要可靠的接地。
2.干燥箱应放在具有良好通风条件的室内,四周应无易燃易爆的物品,并离其他物品必须有最少50cm的空间。
3.此箱为非防爆干燥箱,禁止放入易燃、易爆及挥发性的试品。
4.箱内物品放置切勿过挤,必须留出空间,以利于热空气循环。
5.箱内外应经常保持清洁,长期不用应做防尘罩,并放在干燥的室内。
6.不可以任意拆卸下干燥箱底版,扰乱或者改变线路,该箱发生故障时可以按线路图逐一检查。
4、数显温控仪使用说明书
1、操作方法
点击SET键,银屏显示SP,然后按下
和移位
键,修改所需要的值,再按下SET键,银屏显示SE为时间设定状态。
通过
和移位
键,修改所需要的值,再按SET键保存并退出设定状态。
当时间设为0时,表示没有定时功能,当设定时间不为“0”时,显示窗口下排的最后一位小数点亮,等测量温度达到设定的温度后,定时器开始计时,点亮的小数点闪烁,时间到运行结束,显示窗口下排显示SEd,蜂鸣器鸣叫30秒。
按键4秒钟,程序重新开始运行,蜂鸣器鸣叫时,可用键消音。
1、温度内部参数
长按SET键,出现密码提示符LC,通过
或
键修改密码为“3”,点击SET键,进入到温度内部参数设定状态,点击SET键可以修改各个参数,再长按SET键3秒,可以退出此状态,参数自动保存。
若30秒内无任何键按下,自动退出此状态,当前参数不保存。
参数提示
参数名称
参数功能说明
参数
LC
密码
LC=3时,可查看并修改参数
0
P
比例带
时间比例作用调节,减小P,可以加快加热输出,增加P可以减小超调
8.0—50.0
AL
超稳偏差报警
当PV≥SP+AL时,蜂鸣器响,断开加热输出
0.0—20.0
Pb
零位调整
可用来修正传感器测量时产生的误差
0.0
PK
满度调整
实际温度出现偏差时可调整该值
0
rH
量程
温度测量,设定的最大值
300.0
一、实验目的:
掌握温控箱的原理。
掌握温控箱的使用方法。
掌握温控箱的控温方法。
记录温度随时间增长数据,绘制温度-时间曲线。
分析温控箱的控温方法。
二、实验原理及线路:
见预备知识。
三、实验仪器设备:
温控箱、计时器具。
四、实验内容及步骤:
1、观察刚开机时温控器的显示数据。
2、按照预备知识设定温度到50度,开始定温控制。
3、一旦退出温度设定,立刻开始记录温度和时间。
一直记录到温度达到50度(误差0.2度以内且绿灯闪烁),并稳定5分钟以上。
再设定温度到0度,(这时会报警按
会取消报警)记录温度下降的过程。
1分钟记录1组数据。
4、以时间为横坐标,温度为纵坐标,在EXECL中绘制曲线。
分析温度上升的过程。
思考题:
1、从绘制的时间-温度曲线,分析温度控制的方法。
2、如何编制温度控制的程序?
3、如何保证和提高温度控制的精度?
实验二:
控温箱数据采集和线性回归数据处理实验
一、实验目的:
掌握VF变换器的实验数据的处理方法,用线性回归法,判断其线性度。
掌握KEILC编程和uVersion的调试技术,掌握线性回归的编程方法。
二、实验原理:
设定线形方程为:
(1)
0次系数
(2)
1次系数
(3)
线性相关系数
(4)
三、实验仪器设备:
KAILC软件和PC机。
四、实验内容及步骤:
1、打开uVersin2开发编程环境和调试环境,COPYHELLO目录进行修改程序。
2、按照
(2),(3),(4)式,编制程序,计算b0,b1,r。
3、并且把计算的b0,b1代入
(1)式,计算测量的输出电压与计算的输出电压的误差。
五、示例源程序
#include
#include"math.h"
#ifdefMONITOR51/*DebuggingwithMonitor-51needs*/
charcodereserve[3]_at_0x23;/*spaceforserialinterruptif*/
#endif/*StopExectionwithSerialIntr.*/
/*isenabled*/
/*------------------------------------------------
ThemainCfunction.Programexecutionstarts
hereafterstackinitialization.
------------------------------------------------*/
floatb0,b1,Gama,ThiGema;
xdatafloatXBuffer[40]={2000.07,2000.05,2000.09,2000.06,2000.08,2000.07,2000.06,2000.05,2000.08,2000.06,2000.07};
xdatafloatYBuffer[40]={76.3,77.8,79.75,80.8,82.35,83.9,85.1};//7ge
voidmain(void)
{
floatX[40],Y[40],Error[40];
inti;
floatxmean=0,ymean=0;//x输入数据频率均值,y电压输出均值
floatx2mean=0,y2mean=0;//平方的均值
floatxy_sum=0;
intN=9;
intxBegin,XEnd;
floattemp1=0,temp2=0,temp3=0;
/*------------------------------------------------
Setuptheserialportfor1200baudat16MHz.
------------------------------------------------*/
#ifndefMONITOR51
SCON=0x50;/*SCON:
mode1,8-bitUART,enablercvr*/
TMOD|=0x20;/*TMOD:
timer1,mode2,8-bitreload*/
TH1=221;/*TH1:
reloadvaluefor1200baud@16MHz*/
TR1=1;/*TR1:
timer1run*/
TI=1;/*TI:
setTItosendfirstcharofUART*/
#endif
//手工输入实验数据
//X[0]=0,X[1]=1,X[2]=2,X[3]=3,X[4]=4,X[5]=5,X[6]=6,X[7]=7,X[8]=8;
//Y[0]=0,Y[1]=10,Y[2]=20,Y[3]=30,Y[4]=40,Y[5]=50,Y[6]=60,Y[7]=70,Y[8]=80;
for(i=0;i<12;i++)
{
//XBuffer[i]=i;
}
xBegin=0;//3;//线段的起始点
XEnd=12;//9;//线段的终结点
for(i=xBegin;i { X[i-xBegin]=XBuffer[i];//-xBegin; Y[i-xBegin]=YBuffer[i]; } N=XEnd-xBegin; for(i=0;i { xmean+=X[i]; ymean+=Y[i]; x2mean+=X[i]*X[i]; y2mean+=Y[i]*Y[i]; xy_sum+=X[i]*Y[i]; } xmean/=N;//ymean/=N;//平均值 x2mean/=N;y2mean/=N;//平方的平均值 b1=(xy_sum-N*xmean*ymean)/(N*x2mean-N*xmean*xmean); b0=ymean-xmean*b1; for(i=0;i { temp1+=X[i]-xmean temp2+=(X[i]-xmean)^2/10 temp1+=(X[i]-xmean)*(Y[i]-ymean); temp2+=(X[i]-xmean)*(X[i]-xmean); temp3+=(Y[i]-ymean)*(Y[i]-ymean); } gama=sqrt(temp2) Gama=temp1/(sqrt(temp2*temp3)); temp1=0; for(i=0;i { Error[i]=(b0+b1*X[i])-Y[i]; printf("i=%d,difference=%f\n",i,Error[i]);//越小越好 temp1+=Error[i]*Error[i]; } ThiGema=sqrt(temp1/(N-2)); printf("b0%f,b1=%f\n",b0,b1);//0阶系数1阶系数 printf("ThiGema=%f\n",ThiGema);//越小越好 printf("Gama=%f\n",Gama);//愈接近1越好 while (1){}; } 六、实验结果(实验数据): 1、编译连接运行成功,向老师显示计算结果。 2、并将实验结果写在实验报告。 七、实验结果分析: 1、从线性相关系数说明什么? 2、从计算测量的输出值与计算的输出值的误差,说明什么? 思考题: 能否采用2次、3次曲线拟合实验数据,精度会怎样? 实验三: 等精度和不等精度随机误差数据处理编程实验 一、实验目的: 掌握等精度和不等精度随机误差处理的公式,理解其含义。 按照实验2的编程模式,自行编写程序。 掌握KEILC编程和uVersion的调试技术。 二、实验原理: 等精度随机误差处理的公式: 平均值 方差 平均值方差 算术平均值极限误差 不等精度随机误差处理的公式: 多组不等精度测量的权值计算 整个测量结果的加权算术平均值为 x 其中 三、实验仪器设备: KAILC软件和PC机。 四、实验内容及步骤: 仿照实验2的例程,自行编写程序。 等精度随机误差处理算例 5次电流等精度测量: (单位: mA)168.41,168.54,168.59,168.40,168.50 不等精度随机误差处理算例 气压读数: 102523.85,102391.30,102257.97,102124.65,101991.33,101858.01 其权各为: 1,3,5,7,8,6 五、实验结果(实验数据): 1、计算结果,向老师显示演示。 2、并将实验结果写在实验报告。 思考题: 平均值方差为什么比单词测量方差小? 实验四: 湿度检测电路搭建和测试实验 一、实验目的: 掌握湿敏电容的原理。 掌握湿度检测电路的原理。 掌握度检测电路搭建的技术和调试技术。 二、实验原理: 三、实验仪器设备: 烙铁、万用表、稳压电源、示波器。 元器件,万用板,电线等 四、实验内容及步骤: 1、按照电路图在万用板上搭建电路。 2、调试电路。 3、用示波器观察测试波形。 4、观察Vo,Vo2波形,并记录。 五、实验结果(实验数据): 1、将焊接的电路,向老师演示。 2、然后接通电源,开始调试 3、记录出现的问题和示波器的波形。 思考题: 影响湿度测量精度的因素? 湿度检测电路的工作原理。
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