檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 梁森

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)（本科）綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)PAGE16工業(yè)生產(chǎn)流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化機(jī)械工程及其自動(dòng)化等（請(qǐng)預(yù)習(xí)后再來(lái)實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室目錄第一章流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜述 11.1結(jié)構(gòu)和功能綜述 11.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 61.3實(shí)驗(yàn)臺(tái)的配置 71.4技術(shù)參數(shù) 8第二章檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)作過(guò)程綜述 92.1整機(jī)工作流程和步驟 92.2送料機(jī)構(gòu)說(shuō)明 112.3機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)說(shuō)明 112.4工件傳送和分選知識(shí) 122.5涉及到的其他氣動(dòng)元件知識(shí) 13第三章檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)的目的、步驟及結(jié)果 183.1系統(tǒng)的初始化操作 183.2分選實(shí)驗(yàn) 203.3電容接近開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)及性能測(cè)試 253.4電渦流位移傳感器實(shí)驗(yàn)及線性化的研究 273.5應(yīng)變傳感器稱重實(shí)驗(yàn)及非線性和溫漂的研究 313.6PLC工控編程實(shí)驗(yàn)流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜述1.1結(jié)構(gòu)和功能綜述1.1.1YL237型工業(yè)流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱為“工業(yè)流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”，簡(jiǎn)稱為“檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”，配置了電腦和三菱PLC（可以改為配置西門(mén)子PLC，并改寫(xiě)對(duì)應(yīng)的PLC程序）。生產(chǎn)單位是：中國(guó)亞龍科技集團(tuán)。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)闡述了工業(yè)生產(chǎn)流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、工作過(guò)程和操作步驟，給出了較詳細(xì)的使用說(shuō)明。閱讀和理解本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，也是機(jī)電一體化、工業(yè)測(cè)控技術(shù)知識(shí)學(xué)習(xí)的一部分。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)將多門(mén)理論課中學(xué)到的機(jī)械、電子、傳感器、檢測(cè)、PLC、電氣控制等課程有關(guān)知識(shí)加以綜合。為了進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還允許進(jìn)行模塊化拆分和組合，可以通過(guò)重新定義輸入/輸出口地址，重新對(duì)PLC進(jìn)行編程，完成學(xué)生自己想要的動(dòng)作和功能。圖1-1流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)示意圖圖1-2檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)室全貌1.1.2檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)總體實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑衮?yàn)證學(xué)過(guò)的幾種常用傳感器的原理；②對(duì)幾種常用傳感器的特性進(jìn)行測(cè)試；③學(xué)習(xí)幾種常用傳感器的調(diào)試；④學(xué)習(xí)傳感器在氣動(dòng)、流水線運(yùn)行中的測(cè)控方法；⑤學(xué)習(xí)氣動(dòng)系統(tǒng)的組成和調(diào)試；⑥學(xué)習(xí)如何組成綜合測(cè)試系統(tǒng)等。具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容見(jiàn)后述。1.1.3檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的尺寸為1.2m×0.8m，設(shè)置了送料機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)械手、工件傳送、多種傳感器、分揀汽缸等。學(xué)生可以自由集成、組裝和調(diào)試。機(jī)械手采用“電磁換向閥-氣缸”驅(qū)動(dòng)，采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳送帶輸送工件?？刂破鞑捎每删幊炭刂破鳎≒LC），并配套安全的強(qiáng)電控制模塊、24V電源模塊、按鈕模塊以及輸入/輸出接線端子等。1.1.4典型的工業(yè)分選過(guò)程綜述在實(shí)驗(yàn)臺(tái)左邊抽屜中，放置有供實(shí)驗(yàn)和分選用的34個(gè)工件，其中10個(gè)白色塑料工件，10個(gè)黑色塑料工件，10個(gè)鋁質(zhì)工件，5個(gè)白色磁性工件，5個(gè)黑色磁性工件，2個(gè)鐵質(zhì)工件，2個(gè)銅質(zhì)工件。他們的直徑和高度都是一樣的，重量不一樣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多個(gè)工件混合后隨機(jī)放到圖1-3a所示的送料圓盤(pán)中。圓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在PLC的Y0（指PLC的輸出端編號(hào)，低電平有效，以下同）控制下旋轉(zhuǎn)，將7種不同材質(zhì)的圓柱狀工件隨機(jī)排隊(duì)，并運(yùn)送到抓取機(jī)械手的正下方的送料槽缺口中。此時(shí)，反射式“光電接近開(kāi)關(guān)”發(fā)出的紅色光線被該工件的圓柱面反射，該接近開(kāi)關(guān)產(chǎn)生“到位”信號(hào)X1（低電平有效，以下同）請(qǐng)觀察和記錄PLC的輸入燈變亮的號(hào)碼。X1有效后，PLC命令機(jī)械手上的“氣動(dòng)手指”（也稱氣動(dòng)手爪）在PLC的Y1控制下，產(chǎn)生夾緊動(dòng)作，抓取圓柱狀工件，如圖1-3所示。接著，機(jī)械手下部的提升汽缸Y3將機(jī)械手的杠桿向上推起，氣動(dòng)手指被舉起。附著在提升氣缸側(cè)面的“磁性開(kāi)關(guān)”X4（見(jiàn)圖1-3c）測(cè)得提升“到位”后，通知PLC，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)軸下方的“旋轉(zhuǎn)汽缸”Y6使氣動(dòng)手指逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)到流水線的輸送傳送帶上方，Y4控制提升氣缸的活塞下降，使氣動(dòng)手指慢慢放下，Y2控制氣動(dòng)手指張開(kāi)，工件被輕輕地放到輸送傳送帶上。圖1-3a）送料機(jī)構(gòu)（圓圈內(nèi)為磁性工件）b）機(jī)械手抓取圖1-3c）提升汽缸上的磁性開(kāi)關(guān)X5d）氣動(dòng)手指圖1-4流水線的傳送帶、傳感器及落料斜槽傳送帶由可正、反轉(zhuǎn)的24V直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可用電位器調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為10~300r/min（0.15~5r/s）。流水線的上方安裝有工業(yè)中常用的傳感器，從左到右為：霍爾接近開(kāi)關(guān)（垂直安裝），電感接近開(kāi)關(guān)（內(nèi)部的工作原理事實(shí)上是“電渦流效應(yīng)”，工業(yè)中俗稱“電感接近開(kāi)關(guān)”，垂直安裝）、反射式光電接近開(kāi)關(guān)（垂直安裝）、遮斷式光電開(kāi)關(guān)（水平安裝）。被測(cè)工件從各個(gè)傳感器面前通過(guò)，傳感器對(duì)不同材質(zhì)的工件產(chǎn)生不同的反應(yīng)。例如：當(dāng)磁性工件從霍爾接近開(kāi)關(guān)下方掠過(guò)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)尾部的指示燈亮；當(dāng)導(dǎo)電工件從電感接近開(kāi)關(guān)下方掠過(guò)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)尾部的指示燈亮；白色工件從反射式接近開(kāi)關(guān)下方掠過(guò)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)尾部的指示燈亮。實(shí)驗(yàn)者可以分別用不同的工件試驗(yàn)一下。磁性物體（圓圈內(nèi)為動(dòng)作距離調(diào)整螺帽）圖1-5從左到右為：霍爾接近開(kāi)關(guān)、電渦流接近開(kāi)關(guān)和反射式光電接近開(kāi)關(guān)1.1.5分選步驟首先，帶有磁性的工件被“霍爾接近開(kāi)關(guān)”所測(cè)知，X14通知PLC，對(duì)應(yīng)的汽缸Y7將該工件推出傳送帶，落到對(duì)應(yīng)的落料槽中；其次，導(dǎo)電的鋁工件被電感接近開(kāi)關(guān)識(shí)別，輸出X15，白色的塑料工件被反射式光電接近開(kāi)關(guān)所識(shí)別，輸出X16，給自被對(duì)應(yīng)的汽缸Y10和Y11，推到對(duì)應(yīng)的落料槽中。最后，黑色的塑料工件（既無(wú)磁性，也不導(dǎo)電，反光率也較低）被遮光型光電開(kāi)關(guān)識(shí)別，輸出X17，被對(duì)應(yīng)的汽缸Y12推到最后一個(gè)落料槽中，從而完成不同材質(zhì)工件的分選。圖1-6遮光型光電開(kāi)關(guān)在本綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)者還可以通過(guò)改變PLC編程，改變流水線的運(yùn)行方向和速度，設(shè)計(jì)自己的測(cè)控系統(tǒng)，研究在不同組合方式下，不同運(yùn)行速度下，傳感器的反應(yīng)及信號(hào)傳送，進(jìn)行包括PLC、調(diào)速、檢測(cè)等多學(xué)科聯(lián)合的自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)還能進(jìn)行如下傳感器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)：①應(yīng)變電子秤實(shí)驗(yàn)；②電渦流位移傳感器實(shí)驗(yàn)；③電容接近開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)。在應(yīng)變電子秤和電渦流位移傳感器的特性實(shí)驗(yàn)中，可以進(jìn)行傳感器輸出的模擬信號(hào)處理，例如線性度計(jì)算，非線性糾正，溫度補(bǔ)償?shù)?。在電容接近開(kāi)關(guān)的特性測(cè)試中，可以分析不同材料對(duì)電容接近開(kāi)關(guān)的作用，以及接近開(kāi)關(guān)的特性測(cè)試等。1.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表1-1實(shí)驗(yàn)的主要項(xiàng)目名稱及內(nèi)容序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1氣動(dòng)技術(shù)測(cè)控實(shí)驗(yàn)氣動(dòng)元件的認(rèn)知、氣動(dòng)基本組合和調(diào)試實(shí)驗(yàn)（PLC默認(rèn)工況的實(shí)驗(yàn)），學(xué)習(xí)氣動(dòng)元件的氣路連接，氣動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試2霍爾接近開(kāi)關(guān)的性能測(cè)試測(cè)定霍爾接近開(kāi)關(guān)對(duì)磁性物體的作用、回差等特性，調(diào)試安裝距離3電渦流接近開(kāi)關(guān)的性能測(cè)試學(xué)習(xí)電渦流接近開(kāi)關(guān)（俗稱“電感接近開(kāi)關(guān)”）的實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)試其對(duì)不同材料（鋁、鐵、塑料）的作用、動(dòng)作距離復(fù)位距離、回差等特性，調(diào)試安裝距離研究流水線運(yùn)行速度與測(cè)量頻率的關(guān)系，調(diào)試安裝距離4反射式光電接近開(kāi)關(guān)的性能測(cè)試測(cè)定反射式光電接近開(kāi)關(guān)對(duì)不同顏色物體的作用距離，調(diào)試安裝距離5透射式光電接近開(kāi)關(guān)的性能測(cè)試研究透射式光電接近開(kāi)關(guān)的邊界條件6傳送帶速度和光纖轉(zhuǎn)速表的調(diào)試學(xué)習(xí)傳送帶速度與下道工序銜接的調(diào)試，學(xué)習(xí)光纖傳感器（流水線主軸轉(zhuǎn)速測(cè)量）的定位及調(diào)試，學(xué)習(xí)配套的LT6000P型智能顯示調(diào)節(jié)儀（轉(zhuǎn)速表）的設(shè)定7傳感器作為PLC輸入設(shè)備的研究學(xué)習(xí)PLC輸入端口的分配、輸入口與傳感器電路的連接；輸入點(diǎn)（LED燈）的觀察和記錄，輸出點(diǎn)的觀察和記錄，8應(yīng)變稱重傳感器的特性了解箔式應(yīng)變片和懸臂梁稱重的結(jié)構(gòu)；有關(guān)橋路和放大器，輸入/輸出的線性度；零漂，靈敏度漂移，溫度補(bǔ)償，線性化9電渦流位移傳感器的性能測(cè)試測(cè)試電渦流傳感器對(duì)不同金屬材料的“/mV距離”關(guān)系，計(jì)算端基線性度10電容接近開(kāi)關(guān)的性能測(cè)試測(cè)定電容近接開(kāi)關(guān)對(duì)不同材料、材質(zhì)，如鋁、塑料、紙張、水、人的手掌、水杯等的工作距離、回差等參數(shù)；研究回差與抗干擾的關(guān)系11氣動(dòng)元件和機(jī)械手的自主測(cè)控（自選動(dòng)作）自主制定實(shí)驗(yàn)的動(dòng)作次序，通過(guò)改變PLC的程序，改變輸入/輸出的定義，從而改變系統(tǒng)的功能1.3實(shí)驗(yàn)臺(tái)的配置表1-2主要部件配置表序號(hào)名稱主要元件的型號(hào)、規(guī)格數(shù)量單位1工作臺(tái)1400mm900mm1張2PLC模塊三菱MELSECFx2n-40MRPLC1臺(tái)3電源模塊三相電源總開(kāi)關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）、開(kāi)關(guān)電源（24V/6A）、熔斷器、單相三眼電源插座、安全插座1套4按鈕模塊急停按鈕、綠色啟動(dòng)按鈕（啟動(dòng)送料機(jī)構(gòu)）、紅色停止按鈕（關(guān)閉送料機(jī)構(gòu)）各1只1塊5報(bào)警燈燈24V電源指示燈、待機(jī)、系統(tǒng)報(bào)警燈（橙、綠、紅）1套6送料機(jī)構(gòu)24V送料旋臂電動(dòng)機(jī)，工件出口槽（包括支撐架），“工件到位”反射式光電接近開(kāi)關(guān)，流水線傳送帶直流減速電動(dòng)機(jī)（24V，最高轉(zhuǎn)速40r/min），聯(lián)軸器（圓周上帶有測(cè)量轉(zhuǎn)速用的黑白相間條碼），送料盤(pán)（包括旋臂），1套7氣動(dòng)送料機(jī)械手及附件機(jī)械手氣缸（其中一只用于機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)，另一只用于機(jī)械手的上升），配套極限位置報(bào)警磁性開(kāi)關(guān)，氣動(dòng)手指（抓取工件），旋轉(zhuǎn)支架（60o限位），雙向電磁換向閥1套8工件傳送水平傳送帶70mm1500mm1套9氣壓導(dǎo)管Φ6mm1套10空氣壓縮機(jī)醫(yī)用靜音空氣壓縮機(jī)（上海日豹壓縮機(jī)有限公司）1臺(tái)11圓柱體工件鋁合金(黑、白各10個(gè))、磁性（黑、白各5個(gè)）、塑料（黑、白各15個(gè)）60只12光纖接近開(kāi)關(guān)（用于測(cè)量電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速）1只13霍爾接近開(kāi)關(guān)上海通爾傳感器有限公司1只14電感接近開(kāi)關(guān)同上1只15電感接近開(kāi)關(guān)的接線端子由學(xué)生按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的顏色接線（紅、黑、藍(lán)）3根16反射式光電接近開(kāi)關(guān)上海通爾傳感器有限公司1只17遮斷式光電開(kāi)關(guān)同上1只18單向電磁換向閥2位五通單電控4只19雙向電磁換向閥2位五通雙電控3只20推料閥汽缸SMC（CDZ2B16-60-B）4只21PLC編程線纜SC-091根22計(jì)算機(jī)1G內(nèi)存，60G硬盤(pán)1套1.4技術(shù)參數(shù)1．電源：?jiǎn)蜗郃C220V±10%，50Hz，500VA，5A熔斷器2．溫度：-10～40℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）；3．外形尺寸：長(zhǎng)寬高：1200mm800mm840mm；4．安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，采用高絕緣及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)作過(guò)程綜述2.1整機(jī)工作流程和步驟圖2-1系統(tǒng)工作流程圖（1）將空氣開(kāi)關(guān)（漏電保護(hù)器）往上推，接通電源；將靜音醫(yī)用空氣壓縮機(jī)的黑色電源開(kāi)關(guān)使勁往上拔，空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐的壓力逐漸上升。至0.5MPa時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)氣源處理三聯(lián)件的“氣路總閥門(mén)”，至“水平狀態(tài)”，再向上拔起氣壓調(diào)節(jié)閥的黑色旋鈕，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使氣源處理三聯(lián)件上的壓力表指針指在0.4MPa，然后壓下這個(gè)氣壓調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。（2）按下“智能顯示調(diào)節(jié)儀”右邊的“船型”開(kāi)關(guān)，傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。（3）按下PLC的“船型”啟動(dòng)按鈕，然后再按下綠色的“啟動(dòng)”按鈕X1，PLC啟動(dòng)，“送料電動(dòng)機(jī)”Y0驅(qū)動(dòng)送料圓盤(pán)的“送料旋臂”旋轉(zhuǎn)，使圓柱狀工件（以下稱“工件”）自動(dòng)排隊(duì)進(jìn)入料槽。（4）料槽旁邊的“光電反射式接近開(kāi)關(guān)”發(fā)出的紅色光線被工件所反射，接近開(kāi)關(guān)發(fā)出“工件到位”信號(hào)X1給PLC。如果送料電動(dòng)機(jī)運(yùn)行8s后，光電接近開(kāi)關(guān)仍未檢測(cè)到工件的反射信號(hào)，則說(shuō)明送料機(jī)構(gòu)的料槽中缺少工件，這時(shí)PLC會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)左后側(cè)中間那個(gè)橙色報(bào)警燈（Y16）閃亮。（5）觀察傳送帶的移動(dòng)方向，撥動(dòng)“轉(zhuǎn)向”開(kāi)關(guān)，使傳送帶從左到右移動(dòng)。順時(shí)針或逆時(shí)針調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n增加或減少，至30r/min（即0.5轉(zhuǎn)/s），左右。傳送帶的線速度v=n(πD)/60，大約為50mm/s。流水線的線速度太快或太慢，均會(huì)產(chǎn)生“漏檢”，見(jiàn)后述。（6）PLC正常工作后，會(huì)發(fā)出Y5指令，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)到料槽的正上方位置，并發(fā)出Y4指令，令機(jī)械手下降。機(jī)械手下方的“氣動(dòng)手指”從“放松”狀態(tài)改變?yōu)椤皧A緊”狀態(tài)（Y1）。接著：抓住工件→機(jī)械手提升（Y3）→機(jī)械手臂逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到右限位的傳送帶上方（Y6）→機(jī)械手下降（Y4）→氣動(dòng)手指放松（Y2）→將工件放到傳送帶上→傳送帶向右側(cè)輸送工件→工件從各種傳感器下面通過(guò)。（7）4種傳感器根據(jù)工件性質(zhì)（磁性/非磁性，金屬/非金屬，黑色/白色）進(jìn)行檢測(cè)，分別由PLC控制相應(yīng)電磁換向閥，使對(duì)應(yīng)的氣缸（Y7、Y10、Y11、Y12，低電平有效）動(dòng)作（向前推動(dòng)），將有關(guān)的工件推下傳送帶，落到對(duì)應(yīng)的落料槽中，從而完成對(duì)工件的分揀。最后，機(jī)械手返回原位（料槽正上方），重新開(kāi)始下一個(gè)流程。（8）Y7、Y10、Y11、Y12氣缸的到位信號(hào)依次為：X10、X11、X12、X13。當(dāng)這些信號(hào)有效時(shí)（低電平），PLC取消輸出的低電平，電磁閥換向，氣缸退回原位。氣缸的推出和退回動(dòng)作較快，請(qǐng)實(shí)驗(yàn)者不要將手放在氣缸推桿的前面，以免被推桿撞傷，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)亦要注意不要被氣缸活塞所傷。2.2送料機(jī)構(gòu)說(shuō)明圖2-2送料機(jī)構(gòu)和搬運(yùn)機(jī)械手送料圓盤(pán)內(nèi)放有五種類(lèi)型的圓柱形工件，每種約5~10個(gè)。第一種是磁性工件（有白色，也有黑色，有字的一面朝上），第二種是鋁質(zhì)工件，第三種是白色塑料工件，第四種是黑色塑料工件，第五種為鐵質(zhì)工件。送料盤(pán)旋臂的驅(qū)動(dòng)采用24V直流減速電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為10r/min，轉(zhuǎn)矩為3kg/mm。當(dāng)PLC啟動(dòng)后，送料盤(pán)旋臂的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)送料盤(pán)的橡膠旋臂旋轉(zhuǎn)，使各種圓柱形工件互相推擠，趨向入料口的料槽，等待機(jī)械手搬運(yùn)。若送料盤(pán)旋臂旋轉(zhuǎn)8s后，若“光電反射式接近開(kāi)關(guān)”沒(méi)有檢測(cè)到工件的反射脈沖，說(shuō)明送料盤(pán)中沒(méi)有工件，或者工件卡殼了。這時(shí)，PLC的輸入端X7信號(hào)無(wú)效，PLC根據(jù)所編程序，輸出信號(hào)到Y(jié)16，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)左后側(cè)的橙色報(bào)警燈閃亮，提示實(shí)驗(yàn)者加料或排除故障。如果X7信號(hào)有效，PLC根據(jù)所編程序，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的電磁換向閥，使機(jī)械手進(jìn)入旋轉(zhuǎn)流程。2.3機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)說(shuō)明機(jī)械手搬運(yùn)構(gòu)能完成三個(gè)自由度的動(dòng)作：①機(jī)械手臂左右旋轉(zhuǎn)；②機(jī)械手臂上升和下降；③氣動(dòng)手指夾緊和放松。測(cè)控過(guò)程說(shuō)明如下：氣動(dòng)手指的抓?。河伞半p向電磁換向閥”控制。當(dāng)雙向電磁換向閥Y1得電時(shí)，氣動(dòng)手指內(nèi)部的橫向氣缸推桿在高壓氣體（約0.4MPa）的推動(dòng)下，手指夾緊工件。電磁換向閥Y2得電時(shí)，氣動(dòng)手指松開(kāi)。機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)控制：機(jī)械手的正反轉(zhuǎn)由雙向電磁換向閥控制（雙線圈）。當(dāng)電磁換向閥線圈1（Y5）得電時(shí)，P口與A口接通時(shí)，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)汽缸的活塞伸出，依靠桿杠原理，推動(dòng)機(jī)械手繞著轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)電磁換向閥線圈2（Y6）得電時(shí)，電磁換向閥的P口與B口接通時(shí)，汽缸的活塞縮回，拉動(dòng)機(jī)械手順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。磁性開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖1-3c）：在汽缸的前止點(diǎn)和后止點(diǎn)上各安裝一個(gè)磁性開(kāi)關(guān)（X5、X6），用于檢測(cè)氣缸的伸出或縮回極限位置（檢測(cè)氣缸伸出和縮回是否到位）。汽缸的活塞周邊鑲嵌有一個(gè)環(huán)狀磁鐵。磁力線能夠透過(guò)鋁合金“缸套”，作用于磁性開(kāi)關(guān)。當(dāng)磁性開(kāi)關(guān)檢測(cè)到氣缸內(nèi)部的活塞推到位后，將給PLC發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)（X5、X6），PLC將對(duì)應(yīng)的輸出口復(fù)位（Y3、Y4=1），氣缸固定在這個(gè)位置，直到有新的信號(hào)來(lái)到時(shí)，再執(zhí)行新的動(dòng)作。磁性開(kāi)關(guān)的接線規(guī)則：棕色接電源“+”，藍(lán)色接電源“-”（地線），黑色接PLC的輸入端（X端）。2.4工件傳送和分選知識(shí)圖2-3工件傳送和分選機(jī)構(gòu)在傳送帶上方，從左到右，依次排列有霍爾接近開(kāi)關(guān)、電渦流接近開(kāi)關(guān)、反射式光電接近開(kāi)關(guān)和遮斷式光電開(kāi)關(guān)（1個(gè)發(fā)射紅外光，一個(gè)接收紅外光，水平安裝）。說(shuō)明如下：霍爾接近開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖1-5a）：用于檢測(cè)磁性工件。動(dòng)作距離為3～5mm，棕色接電源“+”、藍(lán)色接電源“-”（地線）、黑色為輸出，低電平有效，接PLC的X14端。氣缸Y9推出，該帶有磁性的工件被推到斜槽中，從而完成磁性物體的檢測(cè)。電渦流接近開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖1-5b）：用于檢測(cè)金屬導(dǎo)電工件，動(dòng)作距離為5～10mm，接PLC的X15端。氣缸Y10推出，該導(dǎo)電工件被推到斜槽中，從而完成導(dǎo)電物體的檢測(cè)。反射式光電接近開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖1-5c）：用于檢測(cè)反光性較好的物體，例如白色工件。黑色工件的反光性不夠，反射式光電接近開(kāi)關(guān)無(wú)輸出，動(dòng)作距離為10～15mm，接PLC的X16端。氣缸Y11推出，該白色工件被推到斜槽中，從而完成有較好反射特性物體的檢測(cè)。對(duì)射遮斷式光電開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖1-6）：由紅外線發(fā)射器和紅外接收器兩部分組成，兩者分別安裝在傳送帶的前后兩側(cè)，用于檢測(cè)所有不透光的物體。當(dāng)有不透明物體遮擋在紅外線發(fā)射器和紅外接收器兩者之間時(shí)，紅外光束無(wú)法到達(dá)接收器，輸出X17為低電平，給PLC提供了一個(gè)有效信號(hào)，氣缸Y12推出，該不透明工件被推到斜槽中，從而完成非透明物體的檢測(cè)。減速直流電動(dòng)機(jī)：作用是驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2-5所示。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量和聯(lián)軸器：聯(lián)軸器的作用是將減速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸與傳送帶轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸柔性地連接起來(lái)，可減小因兩個(gè)轉(zhuǎn)軸的高度差或角度差引起的振動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的聯(lián)軸器采用橡膠十字鉸接，并在聯(lián)軸器的表面粘貼黑白相間的“光柵”，用于測(cè)量轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速如圖2-5所示。轉(zhuǎn)速的測(cè)量主要由光纖接近開(kāi)關(guān)來(lái)完成。圖2-5減速電動(dòng)機(jī)的聯(lián)軸器以及光纖測(cè)速（左-俯視圖，右-原理示意圖）在圖2-5的左圖中可以看到，在光柵的右側(cè)安裝了一個(gè)光纖傳感器。當(dāng)光柵的“亮帶”旋轉(zhuǎn)到光纖傳感器的正前方時(shí)，有光反射回到光纖傳感器，由另一根光纖接收該信號(hào)，轉(zhuǎn)換成為電脈沖，再送到計(jì)算器（可從該光纖傳感器頂部的紅燈閃爍觀察到脈沖的快慢）。計(jì)算器將脈沖信號(hào)的頻率乘以60，再除以光柵的線數(shù)，就可得到轉(zhuǎn)軸每分鐘的轉(zhuǎn)速n=60f/z（r/min）。在本系統(tǒng)中，光柵的刻線數(shù)z=6。轉(zhuǎn)速的計(jì)算和測(cè)量采用LT602030P型“智能顯示調(diào)節(jié)儀”。其內(nèi)部有“可編程序計(jì)數(shù)器”和“秒脈沖發(fā)生器”。它可對(duì)1s時(shí)間段內(nèi)的輸入脈沖量進(jìn)行計(jì)數(shù)，經(jīng)換算，得到脈沖的頻率?！爸悄茱@示調(diào)節(jié)儀”內(nèi)部的單片機(jī)按上述轉(zhuǎn)速公式作10倍乘法，就可得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。2.5涉及到的其他氣動(dòng)元件知識(shí)本裝置的氣動(dòng)系統(tǒng)主要由氣缸、氣動(dòng)手指、電磁換向閥（包含消聲器）、空氣調(diào)理器（氣動(dòng)處理三聯(lián)件）、空氣壓縮機(jī)等組成，如圖2-6所示，各元件的作用如下述。圖2-6氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖1.氣缸氣缸屬于氣動(dòng)執(zhí)行元件，它能將壓縮空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，可以產(chǎn)生往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或往復(fù)擺動(dòng)，普通氣缸的結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。圖2-7普通氣缸的結(jié)構(gòu)1-組合防塵圈2-前端蓋3-前進(jìn)氣孔4-軸用YX密封圈5-活塞桿6-缸筒

7-活塞8-孔用YX密封圈9-緩沖節(jié)流閥10-后端蓋11-后進(jìn)氣孔2．電磁換向閥電磁換向閥是控制氣/液流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，用于控制流體的流動(dòng)方向。在本實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，是用于控制氣缸和氣動(dòng)手指的運(yùn)動(dòng)方向，雙向電磁換向閥的結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。圖2-8雙向二位五通電磁換向閥電磁換向閥內(nèi)部中有一塊磁鐵。當(dāng)電磁換向閥的線圈得電時(shí)，磁鐵被吸引到線圈中。在高壓氣體的頂推下，閥體隨磁鐵運(yùn)動(dòng)，從而切換流體的運(yùn)動(dòng)方向。例如，在電磁換向閥的常態(tài)下（失電狀態(tài)），流體是從進(jìn)氣管P流向出氣口A，那么在得電時(shí)，流體就轉(zhuǎn)而向從進(jìn)氣管P流向進(jìn)氣口B，而將A與消聲器TA接通。一種簡(jiǎn)單的零壓電磁換向閥結(jié)構(gòu)如圖2-9所示，非零壓電磁換向閥必須在壓力大于額定值時(shí)才能推動(dòng)閥心。圖2-9非零壓電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)b）電磁閥的符號(hào)1－閥心2－閥心桿3－電磁閥殼體4－永久磁鐵5－電磁線圈6－直線軸承B－左出氣孔A－右出氣孔P－進(jìn)氣孔TA－右消聲器TB－左消聲器電磁換向閥的驅(qū)動(dòng)線圈旁邊裝有紅色指示燈。如果極性接反，雖然也能工作，但指示燈不會(huì)亮。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的多個(gè)“二位五通”電磁換向閥按工業(yè)習(xí)慣，都安裝在一塊“匯流板”上，共用兩個(gè)消聲器，進(jìn)氣口也可以共用，節(jié)省了安裝位置，“四聯(lián)”電磁換向閥如圖2-10所示?？梢钥吹?，在匯流板上方，共有四個(gè)電磁閥，每個(gè)電磁閥各有2個(gè)出氣管。它們的進(jìn)氣管是公用的，在匯流板的右側(cè)。消音器消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件，是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施。消聲器是安裝在空氣動(dòng)力設(shè)備的排氣系統(tǒng)中，用于降低氣流的噪聲。阻性消聲器主要是利用多孔吸聲材料來(lái)降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁上或按照一定方式在管道中排列，就構(gòu)成了阻性消聲器。當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消聲器時(shí)，一部分聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，使通過(guò)消聲器的聲波減弱。圖2-10雙向“四聯(lián)”電磁換向閥及消音器3.推料氣缸推料氣缸的作用是將分選后的工件推入對(duì)應(yīng)的落料槽中，如圖2-11所示。推料氣缸由電磁換向閥控制。當(dāng)電磁換向閥得電時(shí)，P到B的氣路接通，推料氣缸內(nèi)部的活塞在高壓氣體的作用下向前運(yùn)動(dòng)，活塞桿前端的黑色塑料塊就推動(dòng)被分選過(guò)的工件，使之落到對(duì)應(yīng)落料斜槽中?；钊蚯斑\(yùn)動(dòng)到達(dá)缸體的頂端時(shí)，活塞內(nèi)部的強(qiáng)磁性圓環(huán)也隨活塞運(yùn)動(dòng)到磁性開(kāi)關(guān)的有效感應(yīng)區(qū)域，磁性開(kāi)關(guān)感應(yīng)到這個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)，給PLC一個(gè)“到位”低電平，PLC響應(yīng)該信號(hào)，使電磁換向閥失電，關(guān)閉P到B的氣路，使P到A的氣路接通，高壓氣體將活塞向后推，活塞桿復(fù)位（縮回），回到原來(lái)的初始位置。同時(shí)，活塞后方的氣體從消聲器TB中排除，實(shí)驗(yàn)者可以聽(tīng)到短暫“哧”的“放氣聲”。圖2-11推料汽缸及端部的限位磁性開(kāi)關(guān)4．氣動(dòng)手指當(dāng)氣路接通后，氣動(dòng)手指可產(chǎn)生夾緊動(dòng)作，夾緊行程x=10mm，夾緊力F>200gf（2N），額定工作壓力P=0.4MPa。當(dāng)氣動(dòng)手指反向通氣后，手指張開(kāi)。氣動(dòng)手指的外形和控制原理圖如圖2-12所示。圖2-12氣動(dòng)手指的外形和控制原理圖5．空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用“醫(yī)用超靜音”低壓（0.3~1.0MPa）活塞式臥式空氣壓縮機(jī)?？諌簷C(jī)的氣缸中心線與地面平行。電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為空壓機(jī)活塞的往復(fù)水平直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的壓縮空氣被儲(chǔ)存在氣罐中，從而保持較穩(wěn)定的壓力輸出。當(dāng)壓力超過(guò)額定值（本實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)定為0.5MPa）時(shí)，空壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。6．空氣調(diào)理器壓縮空氣里不可避免含有水蒸汽和灰塵顆粒，將影響氣動(dòng)系統(tǒng)各元件的壽命，所以要通過(guò)一個(gè)“空氣調(diào)理器”才能接到氣動(dòng)元件，其外形如圖2-13所示。圖2-13空氣調(diào)理器（氣源處理三聯(lián)件）1-總進(jìn)氣管接頭（將塑料墊片推到底后才可拔出塑料氣管）2-總氣源開(kāi)關(guān)3-過(guò)濾器和油霧器（下方為排污孔）4-氣壓表5-減壓閥調(diào)節(jié)旋鈕（拔出后才能調(diào)節(jié)）6-總出氣管空氣調(diào)理器又稱“氣源處理三聯(lián)件”、“氣水分離器”。包括減壓閥、過(guò)濾器、油霧器三大件。其中減壓閥可對(duì)氣源進(jìn)行穩(wěn)壓，使氣源處于恒定狀態(tài)，可減小因氣源氣壓突變時(shí)對(duì)電磁閥或汽缸的損傷。過(guò)濾器用于對(duì)氣源的清潔，可過(guò)濾壓縮空氣中的水分，避免水分隨氣體進(jìn)入氣動(dòng)元件。油霧器可對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑，延長(zhǎng)氣動(dòng)元件的使用壽命。空氣的通路如下：空壓機(jī)→貯汽罐→空汽過(guò)濾器→空汽減壓器→油霧混合→氣動(dòng)元件。PAGE35檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)的目的、步驟及結(jié)果請(qǐng)認(rèn)真閱讀以下操作說(shuō)明，按順序操作，以免發(fā)生機(jī)械事故和人身事故。（請(qǐng)預(yù)習(xí)P31：3.5.2實(shí)驗(yàn)原理）3.1系統(tǒng)的初始化操作1．檢查工業(yè)生產(chǎn)流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)各個(gè)部件是否正確連接，即：氣動(dòng)系統(tǒng)和電路系統(tǒng)正確與否，機(jī)械部件有無(wú)卡死等現(xiàn)象，計(jì)算機(jī)和顯示器是否連接。2．檢查圖3-1所示的“四聯(lián)”電磁換向閥的氣管是否插入到四個(gè)電磁換向閥的A、B出氣孔中，否則將造成大量漏氣。還要校對(duì)所標(biāo)的“標(biāo)識(shí)套管”號(hào)碼是否正確。3.實(shí)驗(yàn)臺(tái)的氣路總閥門(mén)應(yīng)置于關(guān)閉狀態(tài)（垂直），如圖3-2所示。圖3-1氣路的連接圖3-2氣路總閥門(mén)4．插上實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源插頭，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的黑色空氣開(kāi)關(guān)（斷路器）向上合閘，按下PLC下方的紅色電源開(kāi)關(guān)至“ON”的位置，再按下綠色“啟動(dòng)”按鈕，綠色電源指示燈亮。再按下試驗(yàn)臺(tái)上如圖3-5所示的紅色“智能顯示調(diào)節(jié)器”船型按鍵，傳送帶電動(dòng)機(jī)開(kāi)始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)故意撥動(dòng)傳送帶電動(dòng)機(jī)控制器上的白色“方向”扭子開(kāi)關(guān)，可以控制驅(qū)動(dòng)傳送帶的正反向運(yùn)動(dòng)（記得再往回?fù)芟蛴疫?，保持向左運(yùn)動(dòng)）。由于送料圓盤(pán)中沒(méi)有工件，所以實(shí)驗(yàn)臺(tái)左后側(cè)的“故障報(bào)警器”最上方的紅色報(bào)警燈閃亮，如圖3-6所示。圖3-3實(shí)驗(yàn)臺(tái)的空氣開(kāi)關(guān)（漏電保護(hù)器）圖3-4PLC的啟動(dòng)按鈕圖3-5智能顯示調(diào)節(jié)器的紅色船型按鍵及方向開(kāi)關(guān)圖3-6故障報(bào)警器（紅色）5．空氣回路的調(diào)節(jié)把空壓機(jī)上的紅色按鈕向上拔起，如圖3-7所示，空氣壓縮機(jī)發(fā)出均勻的“突突”聲。觀察壓力表，確認(rèn)空壓機(jī)的壓力在逐漸增加。等待空壓機(jī)壓縮空氣到達(dá)0.7MPa時(shí)，開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)右后側(cè)的如圖3-8所示的氣源處理三聯(lián)件右側(cè)的氣路總閥門(mén)，至水平狀態(tài)，讓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的氣動(dòng)系統(tǒng)通氣。接著，將氣源處理三聯(lián)件上的黑色壓力微調(diào)開(kāi)關(guān)“使勁”向上拔起，緩慢調(diào)節(jié)壓力微調(diào)開(kāi)關(guān)，使壓力表的氣壓穩(wěn)定在0.4MPa（約為4個(gè)大氣壓，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣壓增大）壓力太小，氣動(dòng)元件無(wú)法正常工作。例如，機(jī)械手推不到位等；若氣壓太大，氣動(dòng)元件的動(dòng)作速度太快，定位不易準(zhǔn)確，且動(dòng)作時(shí)的聲音較響，易損壞氣動(dòng)元件。調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力是工業(yè)中氣動(dòng)系統(tǒng)的基本調(diào)試步驟。圖3-7空氣壓縮機(jī)的啟動(dòng)按鈕必須向上拔起圖3-8氣源處理三聯(lián)件上的氣壓表和壓力調(diào)節(jié)閥6．按下電腦啟動(dòng)按鈕，電腦有啟動(dòng)聲響，LCD顯示器亮，進(jìn)入WINDOWSXP操作系統(tǒng)。打開(kāi)三菱PLC編程軟件FXGP/WIN-C，如下圖3-9所示（請(qǐng)觀察電腦是否已開(kāi)機(jī)，并處于屏幕保護(hù)狀態(tài)）。圖3-9三菱PLC編程軟件FXGP/WIN-C界面7．搬動(dòng)“智能顯示調(diào)節(jié)儀”盒子下方的白色“方向”扭子開(kāi)關(guān)，使傳送帶向右運(yùn)動(dòng)；調(diào)節(jié)灰色的“調(diào)速旋鈕”到適當(dāng)?shù)奈恢?，使傳送帶能勻速地輸送工件，并與遮光式分選汽缸的節(jié)奏良好配合。若傳送帶速度太快，工件將無(wú)法正確地被推料汽缸推落到滑道斜槽中；“智能顯示調(diào)節(jié)儀”顯示光纖傳感器測(cè)得的傳送帶主軸的轉(zhuǎn)速為30~60r/min比較合適，如圖3-10所示。圖3-10智能顯示調(diào)節(jié)儀上的電動(dòng)機(jī)的電源開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)向切換開(kāi)關(guān)、調(diào)速旋鈕3.2分選實(shí)驗(yàn)3.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮O(shè)備（寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）①熟悉工業(yè)流水線的調(diào)速；②熟悉氣路的連接；③掌握常用接近開(kāi)關(guān)的接線；④了解不同材質(zhì)工件對(duì)傳感器的影響，以及傳感器的選用和安裝；⑤掌握流水線分選的故障排除；⑥熟悉失敗率的計(jì)算；實(shí)驗(yàn)名稱：不同材質(zhì)工件的分選；實(shí)驗(yàn)設(shè)備：YL237型工業(yè)流水線自動(dòng)化測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)；55個(gè)不同材質(zhì)的園柱形工件；4種不同原理的傳感器（霍爾接近開(kāi)關(guān)、電渦流接近開(kāi)關(guān)、反射式光電開(kāi)關(guān)、對(duì)射遮斷式光電開(kāi)關(guān)）；3.2.2實(shí)驗(yàn)步驟：1．編制PLC測(cè)控程序：檢查并連接好計(jì)算機(jī)與PLC通訊電纜（也可能已經(jīng)接好），按下PLC的電源開(kāi)關(guān)（船型開(kāi)關(guān)），啟動(dòng)PLC，建立計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信，然后把預(yù)置的演示PLC程序或自編的程序傳送到PLC中（如果不改動(dòng)PLC程序，這一步可以省略）。2．啟動(dòng)送料盤(pán)旋臂把55個(gè)不同材質(zhì)的園柱形工件全部放在送料圓盤(pán)上，如圖3-12所示。按下控制旋臂的綠色啟動(dòng)按鈕，旋臂開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)工件逆時(shí)針向圓盤(pán)右側(cè)的“料槽”移動(dòng)。當(dāng)反射式光電接近開(kāi)關(guān)接收到工件“到位”的反射光（在工件上可以看到紅色光斑）后，PLC令旋臂停止旋轉(zhuǎn)，等待機(jī)械手的氣動(dòng)手指夾取。圖3-12落料槽上的旋臂和各種不同材質(zhì)的工件3．流水線驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)速度的調(diào)節(jié)緩慢調(diào)節(jié)“智能顯示調(diào)節(jié)儀”數(shù)碼管下方的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速旋鈕，使輸送帶的線速度與對(duì)射式（也稱遮斷式）光電開(kāi)關(guān)分選汽缸推動(dòng)的時(shí)間間隔相適應(yīng)（1r/s左右）。如果輸送帶的線速度太快，可能造成“漏推”；如果傳送帶的線速度太慢，分選的效率就太低，且會(huì)引起氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作配合失調(diào)。在工業(yè)流水線生產(chǎn)中，調(diào)速是很重要的步驟。4．氣路的連接實(shí)驗(yàn)者在連接氣路時(shí)，可以故意將下圖中的雙向“四聯(lián)”電磁換向閥中的氣路接反，不會(huì)燒毀控制線圈，只會(huì)使壓縮空氣的流動(dòng)方向變反，或者大量漏氣。例如，實(shí)驗(yàn)者可以將控制“機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)”的進(jìn)、出氣管拔出，再對(duì)調(diào)。則可以看到對(duì)應(yīng)的控制對(duì)象（例如機(jī)械臂或推料汽缸等）的初始位置相反，動(dòng)作順序也將相反?？梢愿鶕?jù)控制對(duì)象的初始位置來(lái)判斷氣路的連接正確與否。氣管未插入電磁閥的插頭之前，可以聽(tīng)到刺耳的放氣聲，短時(shí)間不會(huì)燒毀設(shè)備，時(shí)間長(zhǎng)了，會(huì)引起壓縮機(jī)發(fā)熱。由于空氣膨脹，溫度低于室溫，空氣中的水分在管道內(nèi)凝結(jié)出越來(lái)越多的水珠。圖3-13雙向“四聯(lián)”電磁換向閥的氣路連接5．保證連續(xù)分選落料圓盤(pán)中的工件數(shù)量應(yīng)大于10個(gè)（應(yīng)經(jīng)常從落料斜槽上取下已經(jīng)分選的工件，補(bǔ)充到落料圓盤(pán)中），保證不至“斷檔”，使“工件到位信號(hào)”始終有節(jié)奏地產(chǎn)生，機(jī)械手能夠連續(xù)抓取（本機(jī)械手約4s左右抓取一次，在工廠中，動(dòng)作節(jié)奏可達(dá)1s）。接著觀察分選汽缸的反應(yīng)速度是否正確，否則應(yīng)調(diào)節(jié)汽缸上的緩沖節(jié)流閥的大小，順時(shí)針增加或逆時(shí)針減小進(jìn)氣壓力的大小，隨時(shí)觀察分選結(jié)果的正確性，并計(jì)算“誤檢率”。即：6．接近開(kāi)關(guān)的連線閱讀本科《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》教材的第4章第5節(jié)，有關(guān)電渦流接近開(kāi)關(guān)的三根引線的接線方法。將放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)抽斗中的三根電渦流接近開(kāi)關(guān)的連接線按：“棕色”（或紅色）、“黑色”、“藍(lán)色”的順序，分別接到接線槽對(duì)應(yīng)的接線端子上（對(duì)應(yīng)位置套有“VCC”、“OUT”、“GND”字樣的套管），如圖3-14所示。接線前，先斷開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)。接線后，待教師檢查無(wú)誤后，再合上空氣開(kāi)關(guān)。應(yīng)特別檢查電源和地線不能接反，否則將燒毀接近開(kāi)關(guān)。圖3-14電渦流接近開(kāi)關(guān)的三根連接線圖3-15對(duì)射式傳感器與分選汽缸的配合圖3-1624V電動(dòng)機(jī)停止按鈕7．電渦流接近開(kāi)關(guān)的工作距離調(diào)節(jié)接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)。它能在一定的距離（幾毫米至幾十毫米）內(nèi)檢測(cè)有無(wú)物體靠近。當(dāng)物體與其接近到設(shè)定距離時(shí)，就可以發(fā)出“動(dòng)作”信號(hào)。它給出的是開(kāi)關(guān)信號(hào)（多數(shù)為低電平），具有較大的負(fù)載能力，能直接驅(qū)動(dòng)中間繼電器或PLC。接近開(kāi)關(guān)的主要性能指標(biāo)（1）動(dòng)作距離當(dāng)被測(cè)物由正面靠近接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面時(shí)，使接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作（輸出狀態(tài)變?yōu)橛行顟B(tài)）的距離為接近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作距離δmin（單位為mm，以下同）。（2）復(fù)位距離當(dāng)被測(cè)物由正面離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面，接近開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為復(fù)位時(shí)，被測(cè)物離開(kāi)感應(yīng)面的距離δmax。（3）動(dòng)作滯差動(dòng)作滯差指復(fù)位距離與動(dòng)作距離之差。動(dòng)作滯差越大，對(duì)抗被測(cè)物抖動(dòng)等造成的機(jī)械振動(dòng)干擾的能力就強(qiáng)，但動(dòng)作準(zhǔn)確度就越差。（4）額定工作距離額定工作距離指接近開(kāi)關(guān)在實(shí)際使用中被設(shè)定的安裝距離。在此距離內(nèi)，接近開(kāi)關(guān)不應(yīng)受溫度變化、電源波動(dòng)等外界干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作。額定工作距離應(yīng)小于動(dòng)作距離，但是若設(shè)置得太小，有可能無(wú)法復(fù)位。實(shí)際應(yīng)用中，考慮到各方面環(huán)境因素干擾的影響，較為可靠的額定工作距離約為動(dòng)作距離的75%。在本試驗(yàn)中，電渦流接近開(kāi)關(guān)與鋁質(zhì)工件的安裝距離應(yīng)設(shè)定在4mm左右，然后將安裝螺帽旋緊。圖3-17電渦流接近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作距離調(diào)節(jié)和測(cè)量電渦流接近開(kāi)關(guān)的外圓柱表面被車(chē)床車(chē)出細(xì)的螺紋，螺距t=1mm。兩只M12扁平螺母用于夾緊固定支架，見(jiàn)上圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以逆時(shí)針旋動(dòng)這兩個(gè)螺母，使之向接近開(kāi)關(guān)的尾部移動(dòng)，從而使接近開(kāi)關(guān)向下移動(dòng)，逐漸靠近被測(cè)物。反之，則使接近開(kāi)關(guān)向上移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟：①做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須停止傳送帶運(yùn)動(dòng)，并將鋁合金圓柱狀工件放在電渦流接近開(kāi)關(guān)的正下方的傳送帶上；②將接近開(kāi)關(guān)下方的M12扁平螺母向下旋松，將接近開(kāi)關(guān)上方的M12扁平螺母向上旋松，使電渦流接近開(kāi)關(guān)能大幅度向上或向下移動(dòng)；③使電渦流接近開(kāi)關(guān)從上到下，逐漸靠近鋁合金工件。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)尾部的紅色LED指示燈亮?xí)r，此時(shí)兩者端面的距離為動(dòng)作距離x1；④再向上移動(dòng)接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)其尾部的紅色LED指示燈暗時(shí)，此時(shí)兩者的距離為復(fù)位距離x2；⑤復(fù)位距離x2與動(dòng)作距離x1之差，為動(dòng)作滯差Δx。8．透射式光電接近開(kāi)關(guān)的邊界條件測(cè)試①將黑色工件從左到右逐漸向?qū)ι涫焦怆婇_(kāi)關(guān)的軸線移動(dòng)，當(dāng)接收器對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)尾部的紅燈亮?xí)r，記錄工件的邊緣到軸線的距離，記為動(dòng)作距離。②再使黑色工件逐漸向左倒退，使之遠(yuǎn)離對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的軸線。當(dāng)接收器尾部的紅燈暗時(shí)，記錄工件的邊緣到軸線的距離，記為復(fù)位距離。兩者之差為滯差。3.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間：2012年5月？日（？日），下午？？：00~1？？：30；（2）電渦流接近開(kāi)關(guān)參數(shù)測(cè)試表3-1電渦流接近開(kāi)關(guān)的參數(shù)測(cè)試測(cè)試數(shù)據(jù)鋁合金工件與接近開(kāi)關(guān)的距離/mm實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)者簽名同組人動(dòng)作距離x1年月日復(fù)位距離x2年月日滯差Δx年月日（3）對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的邊界參數(shù)測(cè)試表3-2對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的參數(shù)測(cè)試（實(shí)驗(yàn)時(shí)間：年月日）測(cè)試數(shù)據(jù)黑色工件與對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)軸線的距離/mm實(shí)驗(yàn)者簽名動(dòng)作距離x1復(fù)位距離x2負(fù)的：滯差Δx（4）分選的誤檢率在正確調(diào)試后，開(kāi)始對(duì)分選的工件進(jìn)行計(jì)數(shù)，將錯(cuò)誤的分選數(shù)量除以總分選數(shù)，再乘以100%，得到誤檢率。表3-3誤檢率（實(shí)驗(yàn)時(shí)間：年月日）實(shí)驗(yàn)批次總分選數(shù)/個(gè)誤檢數(shù)/個(gè)誤檢率%實(shí)驗(yàn)者簽名第一批次第二批次3.2.4結(jié)束實(shí)驗(yàn)：按下紅色停止按鈕，24V電源被切斷。再依次切斷氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的氣源處理三聯(lián)件上的總閥門(mén)、關(guān)掉電動(dòng)機(jī)電源、PLC的電源、電腦主機(jī)（必須“正常退出”）和顯示器電源，最后拉下實(shí)驗(yàn)臺(tái)的空氣開(kāi)關(guān)斷路器。3.2.5回答問(wèn)題（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）：（1）整個(gè)檢測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)上共有哪些傳感器？對(duì)應(yīng)的測(cè)量對(duì)象是什么？答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）霍爾接近開(kāi)關(guān)僅對(duì)帶有_______性的材質(zhì)的工件起作用。（3）電渦流接近開(kāi)關(guān)在工業(yè)中俗稱_______（電感/感應(yīng)/磁性）接近開(kāi)關(guān)，它對(duì)_______的材質(zhì)的工件起作用。（4）反射式光電開(kāi)關(guān)對(duì)_______色的工件的靈敏度較高，但不能區(qū)辨_______（黑白/紅綠）工件。（5）對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)由_____個(gè)部分構(gòu)成，分別是_____________和______________。（6）雙向電磁閥的進(jìn)氣口與出氣口對(duì)調(diào)，會(huì)發(fā)生__________________________現(xiàn)象。（7）常用的接近開(kāi)關(guān)的三根引線中，Vcc是______色，地線是______色，OUT端是______色。（8）流水線運(yùn)行太慢，有什么弊端？答：______________________；流水線運(yùn)行太快，有什么弊端？答：______________________；氣管沒(méi)有接好，會(huì)發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：____________________________。（9）從你自己的實(shí)驗(yàn)中體會(huì)到，分選的錯(cuò)誤原因有哪些？答：___________________、__________________、_______________等。（10）電渦流接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象是：______、______、______等導(dǎo)電性較____的物體。（11）霍爾接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象是：______等_______性物體。（12）光電反射式接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象是：______等_______性良好的物體。（13）紅外光電反射式接近開(kāi)關(guān)在調(diào)試時(shí)可以在被測(cè)物的表面看到__________。（14）動(dòng)作舉例和復(fù)位距離哪個(gè)數(shù)值大？答：______________________；（15）滯差大的好處是_________________，缺點(diǎn)是______________；3.3電容接近開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)及性能測(cè)試3.3.1實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用品、實(shí)驗(yàn)過(guò)程（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）：研究電容近接開(kāi)關(guān)對(duì)不同材料、材質(zhì)的作用。如鋁、塑料、紙張、水、人的手掌、水杯等的動(dòng)作距離、回差等參數(shù)；研究回差與抗干擾的關(guān)系。電容接近開(kāi)關(guān)外形及與被測(cè)物的關(guān)系如圖3-17所示。圖3-17電容接近開(kāi)關(guān)與被測(cè)物的關(guān)系實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將不同材質(zhì)的試驗(yàn)材料從右至左靠近電容接近開(kāi)關(guān)，到一定距離時(shí)，顯示電壓表突跳到24V。說(shuō)明該物體的表面與電容傳感器的表面達(dá)到額定“動(dòng)作距離”。再增大被測(cè)物與接近開(kāi)關(guān)電容的距離，顯示電壓表突跳回到0V，兩者之間的距離記為“復(fù)位距離”。“動(dòng)作距離”與“復(fù)位距離”之差記為“回差”?；夭钣糜诳朔粶y(cè)物的機(jī)械抖動(dòng)，回差太大時(shí)將造成定位不準(zhǔn)。3.3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)記錄（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2012年5月日，下午：00~：30實(shí)驗(yàn)者測(cè)量電容接近開(kāi)關(guān)對(duì)鋁工件、塑料工件、書(shū)本、礦泉水瓶、人的手掌等的動(dòng)作距離、回差等參數(shù)，記錄于表3-2。表3-2電容接近開(kāi)關(guān)對(duì)不同材質(zhì)的工作參數(shù)（實(shí)驗(yàn)時(shí)間：年月日）材質(zhì)鋁質(zhì)工件（圓柱體）塑料工件（圓柱體）書(shū)本有水的礦泉水瓶人的手掌同組人動(dòng)作距離/mm復(fù)位距離/mm回差/mm注：動(dòng)作距離是指工件逐漸靠近，至電容接近開(kāi)關(guān)輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)，兩者的距離的絕對(duì)數(shù)值。復(fù)位距離是指工件逐漸遠(yuǎn)離，至電容接近開(kāi)關(guān)恢復(fù)到低電平時(shí)，兩者的距離的絕對(duì)數(shù)值。3.3.3回答問(wèn)題（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）：根據(jù)第四章，P88的有關(guān)內(nèi)容，回答以下問(wèn)題：（1）常用的接近開(kāi)關(guān)的類(lèi)型有：__________式、__________式、__________式、__________式、紅外反射式__________接近開(kāi)關(guān)等。（2）接近開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)有：__________、__________、__________、__________、__________、__________、__________等。（3）什么是額定動(dòng)作距離？答：________________________________________。（4）什么是工作距離？答：________________________________________。（5）什么是動(dòng)作滯差？答：________________________________________。（6）什么是重復(fù)定位精度？答：________________________________________。（7）什么是最短動(dòng)作間隔？答：________________________________________。（8）鋁工件、塑料工件、書(shū)本、礦泉水瓶、人的手掌5種物體比較，哪一種物體的動(dòng)作距離最大（靈敏度最高）？答：____________________。哪一種物體的靈敏度最低？答：____________________。（9）請(qǐng)分析靈敏度低的原因。答：原因是：______________________________________________________。（10）總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，參考第五章，P106~107，電容式接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象是：______、_________、______等具有___________特性的物體。（11）金屬物體的檢測(cè)應(yīng)使用____________（電容式接近開(kāi)關(guān)/電渦流接近開(kāi)關(guān)）。3.4電渦流位移傳感器實(shí)驗(yàn)及線性化的研究3.4.1實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用品（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）：了解電渦流位移傳感器的測(cè)量對(duì)象；掌握傳感器的調(diào)滿度方法；測(cè)量位移-電壓特性；計(jì)算端基線性度；實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用品為：二線制電渦流位移傳感器、鐵質(zhì)和鋁質(zhì)等工件、20mA電流表等。3.4.2電渦流傳感器的輸出調(diào)滿度將所有工件撤離電渦流位移傳感器（以下簡(jiǎn)稱“電渦流探頭”）的周?chē)?。仔?xì)調(diào)節(jié)“靈敏度”旋鈕，使指針電流表的讀數(shù)至20mA滿度值。圖3-18電渦流位移傳感器的實(shí)驗(yàn)對(duì)象及顯示電流表3.4.3定性觀察不同物體對(duì)電渦流位移傳感器的作用：將鋁質(zhì)工件、鐵質(zhì)工件、塑料工件、課本、人手等不同物體靠近電渦流探頭，觀察電流表的變化，了解電渦流傳感器的測(cè)量對(duì)象屬性。3.4.4測(cè)量電渦流位移傳感器的輸入/輸出特性分別將將鐵質(zhì)工件和鋁質(zhì)工件放在鋼板標(biāo)尺上面，如圖3-18所示。然后使工件從遠(yuǎn)到近，逐漸靠近探頭，記錄前后兩次電流表的讀數(shù)與距離的關(guān)系于表3-3中。3.4.5畫(huà)測(cè)量輸入/輸出曲線畫(huà)出鐵質(zhì)工件和鋁質(zhì)工件“距離-輸出電流”之間的關(guān)系曲線于圖3-19中，并按教材公式1-16，計(jì)算端基線性度誤差：（1-16）式中Lmax——最大非線性偏差；ymax﹣ymin——輸出范圍。圖3-19傳感器線性度示意圖a）端基線性度b）最小二乘法線性度1－端其擬合直線y=a+Kx2－實(shí)際特性曲線3－最小二乘法擬合直線3.4.6線性化處理多數(shù)傳感器的輸出信號(hào)與被測(cè)量之間的關(guān)系并非線性誤差γ，如圖3-20中的曲線1和曲線2。圖3-20輸出信號(hào)與被測(cè)量之間的非線性關(guān)系1-類(lèi)似于指數(shù)型非線性特性2-類(lèi)似于對(duì)數(shù)型非線性特性3-線性化后的特性在非線性情況下，將嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度。因此必須先將實(shí)際曲線1或曲線2進(jìn)行線性化處理，得到曲線3。線性化處理的方法：線性化處理可以由硬件實(shí)現(xiàn)，但線性化電路往往較復(fù)雜，也會(huì)增加檢測(cè)系統(tǒng)的成本。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理能力允許的條件下，可以用軟件實(shí)現(xiàn)線性化處理。設(shè)傳感器的靜態(tài)輸入/輸出的特性為y=f(x)，是非線性的，則可以通過(guò)查表法、線性插值法、二次拋物線折線法和計(jì)算機(jī)曲線擬合等。查表法雖然簡(jiǎn)單，但需逐點(diǎn)測(cè)量輸入-輸出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)；采用線性插值法時(shí)，劃分的段數(shù)越多，得到的結(jié)果就越精確，但計(jì)算所需時(shí)間就越長(zhǎng)，即儀器穩(wěn)定時(shí)間就越長(zhǎng)；二次拋物線折線法的計(jì)算就更加復(fù)雜。本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生預(yù)先上網(wǎng)查閱有關(guān)線性化的資料，寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的線性化過(guò)程。3.4.7實(shí)驗(yàn)結(jié)果（請(qǐng)將P29的內(nèi)容、圖和表格填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中）實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2013年月日（？日），下午：~表3-3鋁質(zhì)工件及鐵質(zhì)工件與電渦流位移探頭的位移/輸出電壓關(guān)系鋁質(zhì)工件與探頭的距離/mm11109876543210電流表讀數(shù)/mA鐵質(zhì)工件與探頭的距離/mm2220181614121086420電流表讀數(shù)/mA注：沒(méi)有任何工件靠近電渦流位移探頭時(shí)，必須先調(diào)滿度至20.0mA。然后使工件從遠(yuǎn)到近逐漸靠近電渦流位移探頭。鋁質(zhì)工件從11mm開(kāi)始測(cè)量；鐵質(zhì)工件從22mm開(kāi)始測(cè)量。圖3-21鋁質(zhì)工件及鐵質(zhì)工件引起的電渦流位移傳感器的位移-輸出電流特性曲線注：①鋁質(zhì)工件的特性用實(shí)線“———”標(biāo)注，從12mm開(kāi)始測(cè)量；鐵質(zhì)工件的特性用虛線“-------”標(biāo)注，從22mm開(kāi)始測(cè)量。②測(cè)試條件：工件距離接近開(kāi)關(guān)無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的讀數(shù)為20.00mA。根據(jù)圖3-21計(jì)算鋁質(zhì)工件的端基線性誤差為：根據(jù)圖3-21計(jì)算鐵質(zhì)工件的端基線性誤差為：表3-4鋁質(zhì)工件及鐵質(zhì)工件的線性誤差鋁質(zhì)工件的端基線性誤差%鐵質(zhì)工件的端基線性誤差%3.4.8回答問(wèn)題（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）（1）哪一種工件引起電渦流位移傳感器的輸出變化的靈敏度最高？答：________。（2）為什么電渦流位移傳感器對(duì)塑料工件沒(méi)有反應(yīng)？答：________________________________。（3）哪一種工件引起電渦流位移傳感器的輸出變化的線性誤差影響較大？答：________。（4）鐵質(zhì)工件對(duì)電渦流位移傳感器的影響因數(shù)中，出了電渦流效應(yīng)，還有________（磁性/磁滯/溫度）損耗作用。（5）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的輸出電流的變化，再根據(jù)本教材第4章第3節(jié)的論述，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)是屬于調(diào)幅法還是調(diào)頻法？答：________法。為什么？答：________________________。（6）當(dāng)額定輸出為4~20mA的傳感器的輸出為0mA時(shí)，可能的原因有：____________、____________和____________故障等。4mA的本底電流用于判斷__________，并供應(yīng)二線制儀表內(nèi)部集成電路的工作____________（電壓/電流）。（7）二線制儀表的紅色接線端接到__________，黑色接線端接到__________（+24V/OUT/GND）。3.5應(yīng)變傳感器稱重實(shí)驗(yàn)及非線性和溫漂的研究3.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)設(shè)備及用品（填寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，以下同）：通過(guò)對(duì)10個(gè)鋁質(zhì)工件的稱重實(shí)驗(yàn)，了解模擬量的標(biāo)定技術(shù)、非線性誤差的計(jì)算和處理技術(shù)；建立時(shí)漂和溫漂的概念，學(xué)習(xí)克服時(shí)漂和溫漂的方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用品：電子稱、10個(gè)鋁質(zhì)工件。實(shí)驗(yàn)用的電子秤外形如圖3-22所示。圖3-22電子秤上的被測(cè)工件及數(shù)碼顯示3.5.2實(shí)驗(yàn)原理：電阻應(yīng)變傳感器主要由電阻應(yīng)變片及測(cè)量轉(zhuǎn)換橋路等組成。在本實(shí)驗(yàn)電子秤中，選用4片350Ω金屬箔式應(yīng)變片，粘貼在懸臂梁的上、下表面。懸臂梁的自由端上方固定一個(gè)圓形有機(jī)玻璃托盤(pán)。將鋁質(zhì)工件逐一放置在托盤(pán)上，懸臂梁將向下彎曲，引起粘貼在懸臂梁上下表面的應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化。上表面的兩片應(yīng)變片阻值變大，下表面的阻值變小。4片應(yīng)變片接入橋路的A、B、C、D四端。其中的AB兩端已被接12V橋路激勵(lì)電源，CD端已被接到差動(dòng)減法放大器，如圖3-17所示。圖3-23電子秤測(cè)量電路3.5.3測(cè)量電路的標(biāo)定（調(diào)零和調(diào)滿度）調(diào)零：為了使得電橋在測(cè)量前的輸出電壓為零，應(yīng)合理選擇4個(gè)橋臂電阻，使：R1/R2=R4/R3，以達(dá)到電橋平衡（UCD=0）的目的。通常選擇R1=R2=R4=R3。如果橋路的4個(gè)應(yīng)變片的初始阻值不同，電橋就不平衡，因此必須設(shè)置調(diào)零電路。學(xué)生應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)電子秤面板下方的“調(diào)零電位器”RP1，可使電橋趨于平衡，UCD就被預(yù)調(diào)到零位，數(shù)顯表示值為0.0mV，這一過(guò)程稱為“調(diào)零”。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以建立起在工業(yè)中經(jīng)常涉及到的“調(diào)零”的概念。調(diào)滿度：在調(diào)零的基礎(chǔ)上，將10個(gè)鋁質(zhì)工件（每個(gè)10g）全部輕放到托盤(pán)上，調(diào)節(jié)圖3-23中的第二級(jí)放大器的反饋電位器RP2（在電子秤面板的上方），使毫伏表的讀數(shù)為+100mV。這一過(guò)程稱為調(diào)滿度。（圖3-22中，6個(gè)工件的總輸出應(yīng)為60.0mV）再取下10個(gè)鋁質(zhì)工件，檢查數(shù)顯表是否回到零位。如果示值不為零，可緩慢地重新調(diào)零。然后再重復(fù)一次調(diào)滿度。調(diào)滿度必須建立在調(diào)零的基礎(chǔ)上，否則整個(gè)測(cè)量沒(méi)有意義。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生建立起“調(diào)滿度”這一重要概念。在智能儀表中，調(diào)零和調(diào)滿度過(guò)程由單片機(jī)自動(dòng)進(jìn)行。3.5.4測(cè)量電路的零漂和靈敏度漂移“零漂”包括時(shí)間漂移和溫漂。在較短的時(shí)間內(nèi)，較難測(cè)得“溫漂”。本實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生通過(guò)測(cè)量“時(shí)漂”，來(lái)掌握克服零漂的方法。如果用電吹風(fēng)來(lái)吹電子稱的懸臂梁，就可以觀察到很大的溫漂。包含零點(diǎn)的溫漂和靈敏度的溫漂。這個(gè)步驟必須在完成測(cè)量數(shù)據(jù)之后進(jìn)行。否則，將需要等待較長(zhǎng)的時(shí)間恢復(fù)到常溫。等待時(shí)間將長(zhǎng)到不可容忍。1．時(shí)漂的測(cè)量取下托盤(pán)上的所有工件，仔細(xì)調(diào)節(jié)電子稱上部的“調(diào)零電位器”，使數(shù)碼顯示器顯示為零。加大放大倍數(shù)（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“調(diào)滿度電位器”）到最大值，觀察零位的變化，再次調(diào)節(jié)零位。靜待10min，記錄數(shù)碼管的示值漂移Uo10min到表3-4中，這就是10min時(shí)漂的毫伏數(shù)。可以利用這10min的等待時(shí)間，去研究實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)吧！2．靈敏度漂移的測(cè)量重新調(diào)零，將10個(gè)鋁質(zhì)工件全部均勻地?cái)[放在托盤(pán)上，調(diào)節(jié)“滿度電位器”，使UoF顯示100mV，計(jì)算靈敏度：K0=Uof/F=100mV/（10×10g）=1mV/g靜待10分鐘（可以去做其他實(shí)驗(yàn)），再記錄10分鐘時(shí)的漂移值U′o-10min的mV數(shù)。然后移開(kāi)10個(gè)被稱物體，記錄第二次“零漂”的“本底”數(shù)值U′o0-10min，真正的靈敏度漂移要扣除這個(gè)零漂，即：Uo，10min=U′o-10min-U′o0-10min，然后才可以計(jì)算沒(méi)有零漂時(shí)的靈敏度Kt，即Kt=Uo-10min/100g。3.計(jì)算“靈敏度漂移”的百分?jǐn)?shù)：γK=100%×（Kt-K0）/K0是不是有點(diǎn)復(fù)雜啦？要學(xué)習(xí)測(cè)量，就是有點(diǎn)累!請(qǐng)您注意公式中每一個(gè)變量的下標(biāo)。取下所有工