試驗5：電動執(zhí)行器

1、控制儀表與裝置實驗指導書電動執(zhí)行器實驗五、電動執(zhí)行器一、實驗目的了解電動執(zhí)行器的用途。了解電動執(zhí)行器的內(nèi)部結構和工作原理。測試電動執(zhí)行器的輸入輸出特性及主要性能。二、實驗設備.電動執(zhí)行器1臺：ZAZP型，是直線位移電動執(zhí)行機構與直通單座調(diào)節(jié)閥的組合體。.電流信號發(fā)生器1臺：產(chǎn)生420mA DC信號，作為電動執(zhí)行器的輸入信號。三、電動執(zhí)行器的工作原理執(zhí)行器在單元組合儀表中屬于執(zhí)行單元類儀表，是自動控制系統(tǒng)的終端控制元件之 一。執(zhí)行器接受調(diào)節(jié)器的輸出信號，控制調(diào)節(jié)閥的開度改變被控變量，使被控參數(shù)符合 預期的控制要求。執(zhí)行器的組成：由執(zhí)行結構和調(diào)節(jié)機構兩部分組成。執(zhí)行機構是產(chǎn)生推動力或位移 （角位移

2、或線位移）的裝置；調(diào)節(jié)機構是直接改變能量或物料輸送量的裝置，通常指調(diào) 節(jié)閥。執(zhí)行器的分類：按其使用的能源分類，分為氣動、電動和液動三大類。電動執(zhí)行器 與氣動執(zhí)行器的主要區(qū)別在于執(zhí)行機構不同。電動執(zhí)行器：電動執(zhí)行器由電動執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構組成。電動執(zhí)行機構又由控制 器和執(zhí)行機構構成，控制器內(nèi)一般含有司服放大器，是電動執(zhí)行機構的核心。電動執(zhí)行 機構將輸入的直流電流信號或直流電壓信號線性地轉換成直線位移量或角度位移量輸 出，推動調(diào)節(jié)機構（調(diào)節(jié)閥）動作。直線位移或角度位移的電動執(zhí)行機構都是以兩相交控制儀表與裝置實驗指導書電動執(zhí)行器流電機為動力的位置司服機構，兩者電氣原理完全相同，只是減速器不同。實驗用

3、電動執(zhí)行器的原理框圖如圖1所示電動執(zhí)行機構調(diào)節(jié)機構調(diào)節(jié)閥圖1:電動執(zhí)行器原理框圖電動執(zhí)行器的兩種作用方式：電開、電關。電開是指隨著電信號增大，閥門的開度 增大；電關是指隨著電信號增大，閥門的開度減小。執(zhí)行器的兩種作用方式由執(zhí)行機構 的正反動作形式和調(diào)節(jié)閥的正反裝形式組合決定。執(zhí)行機構的正反動作可以通過相應開 關設定。本實驗中的電動執(zhí)行器 已設定為電開作用方式。電動執(zhí)行器的斷信號狀態(tài)：全開、全關、保持三種。斷信號狀態(tài)是指輸入信號開路 時，調(diào)節(jié)閥所處的狀態(tài)，它的選擇是從保證設備和工作人員的安全角度考慮的。可以通 過執(zhí)行機構的相應開關設定。本實驗中的電動執(zhí)行器 已設定為斷信號（輸入信號斷開） 時調(diào)節(jié)

4、閥處于全關狀態(tài)?？刂苾x表與裝置實驗指導書電動執(zhí)行器四、電動執(zhí)行器的主要技術參數(shù).控制（輸入）信號有 010mA DC、02V DC; 420mA DC、1 5V DC。010mA DC、02V DC 是電動II型表的標準信號；420mA DC、15V DC是電動III型表的標準信號。選擇 電流輸入還是電壓輸入，一般可以通過執(zhí)行機構的相應開關進行設定。本實驗采用420mA的電流輸入信號（電動III型執(zhí)行器），不可隨意改變。.最大行程對于直線位移的電動執(zhí)行器，最大行程是指輸入信號從最小值變到最大值時執(zhí)行機 構輸出軸的最大直線位移量，與調(diào)節(jié)閥閥芯的最大直線位移量有關，兩者必須一致。一 般有10、16

5、、25、40、60、100mm等規(guī)格。本實驗中的執(zhí)行機構的最大行程為 16mm。.基本誤差理論上執(zhí)行機構輸出軸的位移量與輸入信號成線性關系，在執(zhí)行器上有刻度尺指示 輸出軸的位移量，也就是閥桿的位移量（調(diào)節(jié)閥的閥桿與執(zhí)行器的輸出軸連接），反映了調(diào)節(jié)閥的開度。事實上誤差總是存在的，基本誤差是指在輸入信號全范圍變化時，輸 出軸位移量的最大誤差，一般用引用誤差表示，即最大絕對誤差（mm）與最大行程之比的百分數(shù)。.回差回差是指在正反行程時，同一輸入信號下執(zhí)行機構輸出軸位移量之差，一般用引用 誤差表示，即最大絕對回差（mm）與最大行程之比的百分數(shù)。.靈敏度（死區(qū)）靈敏度反映執(zhí)行器對輸入信號的靈敏程度，也就

6、是執(zhí)行機構輸出軸可見變化的最小控制儀表與裝置實驗指導書電動執(zhí)行器輸入信號變化量，一般用用引用誤差表示，即輸出軸可見變化的最小輸入信號變化量與輸入量程(16mA)之比的百分數(shù)。.其它調(diào)節(jié)閥的公稱通經(jīng)DN、額定流量系數(shù)Kv、公稱壓力PN、流量特性等。這些均是調(diào) 節(jié)閥的相關參數(shù)。五、實驗內(nèi)容.觀看電動執(zhí)行器的內(nèi)部結構，集中演示電動執(zhí)行器的動作過程打開一臺電動執(zhí)行器，了解執(zhí)行器的組成及執(zhí)行機構與調(diào)節(jié)機構的內(nèi)部結構，通電 演示執(zhí)行器的動作過程。.實驗接線實驗接線按圖2所示。220 AC圖2:實驗接線圖.實驗數(shù)據(jù)采集.開行程實驗執(zhí)行器的輸入電流從小于4mA的某一值，逐漸增加電流到達各實驗點，從行程標尺上讀

7、取位置L (mm),并記錄于數(shù)據(jù)記錄表?？刂苾x表與裝置實驗指導書電動執(zhí)行器.降行程實驗執(zhí)行器的輸入電流從大于20mA的某一值，逐漸增加電流到達各實驗點，從行程標尺上讀取位位置L (mm),并記錄于數(shù)據(jù)記錄表。.重復.重復.步驟，共升降4次采集記錄數(shù)據(jù)，并記錄于數(shù)據(jù)記錄表。.靈敏度測試將輸入電流調(diào)至12.000mA ,在此基礎上改變輸入電流，測量輸出軸可見變化的最小輸入變化電流，并記錄于數(shù)據(jù)記錄表。六、實驗數(shù)據(jù)與處理.實驗數(shù)據(jù)記錄表序 號I i (mA)L理 (mm)升行程降行程絕對誤差(mm)絕對回差(mm)L(mm)L1平軍(mm)Lz(mm)L1平軍(mm)14.0000.028.0004

8、.0312.0008.0416.00012.0控制儀表與裝置實驗指導書電動執(zhí)行器518.00016.0輸出軸可見變化的最小輸入變化電流Ii:為電動執(zhí)行器的輸入電流，電流信號發(fā)生器的顯示值。L理：為理論上的行程值；Li:為開行程時的實際行程值；L2：為降行程時的實際行程值；絕對誤差（mm）:行程的平均值與理論值之差，每一實驗序號中取絕對直最大者;絕對回差（mm）:每一實驗序號中降行程平均值與開行程平均值之差。.實驗數(shù)據(jù)處理（1）,計算該電動執(zhí)行器的基本誤差（用引用誤差表示）。.計算該電動執(zhí)行器的最大回差（用引用誤差表示）。（3）,計算該電動執(zhí)行器的靈敏度（用引用誤差表示）。七、注意事項1.信號發(fā)生器輸出電流不能短路。2,從行程標尺上讀取行程值，要估讀到小數(shù)點后面一位。八、問題與思考1.開行程實驗時為了能采集到輸入 4.000mA的數(shù)據(jù)，要從小于4mA的某一值增加到控制儀表與裝置實驗指導書電動執(zhí)行器4.000mA，該值不能太?。ńㄗh3.000mA兀降行程實驗時為了能采集到輸入 20.000mA的數(shù)