實(shí)驗(yàn)5：電動(dòng)執(zhí)行器

1、控 制 儀 表 與 裝 置 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書 · 電 動(dòng) 執(zhí) 行 器實(shí)驗(yàn)五、電動(dòng)執(zhí)行器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解電動(dòng)執(zhí)行器的用途。2. 了解電動(dòng)執(zhí)行器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。3. 測(cè)試電動(dòng)執(zhí)行器的輸入輸出特性及主要性能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 電動(dòng)執(zhí)行器1臺(tái)：ZAZP型，是直線位移電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與直通單座調(diào)節(jié)閥的組合體。2. 電流信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)：產(chǎn)生420mA DC信號(hào)，作為電動(dòng)執(zhí)行器的輸入信號(hào)。三、電動(dòng)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(dòng)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(hào)，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(yù)期的控制要求。執(zhí)行器的組成：

2、由執(zhí)行結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是產(chǎn)生推動(dòng)力或位移（角位移或線位移）的裝臵；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是直接改變能量或物料輸送量的裝臵，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(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類。電動(dòng)執(zhí)行器與氣動(dòng)執(zhí)行器的主要區(qū)別在于執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同。電動(dòng)執(zhí)行器：電動(dòng)執(zhí)行器由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)又由控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成，控制器內(nèi)一般含有司服放大器，是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的核心。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將輸入的直流電流信號(hào)或直流電壓信號(hào)線性地轉(zhuǎn)換成直線位移量或角度位移量輸出，推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥）動(dòng)作。直線位移或角度位移的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是以兩相交流電機(jī)為動(dòng)力的位臵司服機(jī)構(gòu)，兩者電氣原理完全相同，

3、只是減速器不同。實(shí)驗(yàn)用電動(dòng)執(zhí)行器的原理框圖如圖1所示。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖1：電動(dòng)執(zhí)行器原理框圖- 1 -控 制 儀 表 與 裝 置 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書 · 電 動(dòng) 執(zhí) 行 器電動(dòng)執(zhí)行器的兩種作用方式：電開、電關(guān)。電開是指隨著電信號(hào)增大，閥門的開度增大；電關(guān)是指隨著電信號(hào)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(jī)構(gòu)的正反動(dòng)作形式和調(diào)節(jié)閥的正反裝形式組合決定。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反動(dòng)作可以通過相應(yīng)開關(guān)設(shè)定。本實(shí)驗(yàn)中的電動(dòng)執(zhí)行器已設(shè)定為電開作用方式。電動(dòng)執(zhí)行器的斷信號(hào)狀態(tài)：全開、全關(guān)、保持三種。斷信號(hào)狀態(tài)是指輸入信號(hào)開路時(shí)，調(diào)節(jié)閥所處的狀態(tài)，它的選擇是從保證設(shè)備和工作人員的安全角度考慮的?？梢?/p>

4、通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)開關(guān)設(shè)定。本實(shí)驗(yàn)中的電動(dòng)執(zhí)行器已設(shè)定為斷信號(hào)（輸入信號(hào)斷開）時(shí)調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)。四、電動(dòng)執(zhí)行器的主要技術(shù)參數(shù)1. 控制（輸入）信號(hào)有010mA DC、02V DC；420mA DC、15V DC。010mA DC、02V DC是電動(dòng)II型表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；420mA DC、15V DC是電動(dòng)III型表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。選擇電流輸入還是電壓輸入，一般可以通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)開關(guān)進(jìn)行設(shè)定。本實(shí)驗(yàn)采用420mA的電流輸入信號(hào)（電動(dòng)III型執(zhí)行器），不可隨意改變。2. 最大行程對(duì)于直線位移的電動(dòng)執(zhí)行器，最大行程是指輸入信號(hào)從最小值變到最大值時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的最大直線位移量，與調(diào)節(jié)閥閥芯的最大直

5、線位移量有關(guān)，兩者必須一致。一般有10、16、25、40、60、100mm等規(guī)格。本實(shí)驗(yàn)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大行程為16mm。3. 基本誤差理論上執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移量與輸入信號(hào)成線性關(guān)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(shí)上誤差總是存在的，基本誤差是指在輸入信號(hào)全范圍變化時(shí)，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(duì)誤差（mm）與最大行程之比的百分?jǐn)?shù)。3. 回差回差是指在正反行程時(shí)，同一輸入信號(hào)下執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸位移量之差，一般用引用誤差表示，即最大絕對(duì)回差（mm）與最大行程之比的百分?jǐn)?shù)。4. 靈敏度（

6、死區(qū)）靈敏度反映執(zhí)行器對(duì)輸入信號(hào)的靈敏程度，也就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸可見變化的最小輸入信號(hào)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(hào)變化量與輸入量程（16mA）之比的百分?jǐn)?shù)。5. 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(guān)參數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 觀看電動(dòng)執(zhí)行器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，集中演示電動(dòng)執(zhí)行器的動(dòng)作過程打開一臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行器，了解執(zhí)行器的組成及執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通電演示執(zhí)行器的動(dòng)作過程。- 2 -控 制 儀 表 與 裝 置 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書 · 電 動(dòng) 執(zhí) 行 器2. 實(shí)驗(yàn)接線實(shí)驗(yàn)接線按圖2所示。圖2：實(shí)驗(yàn)接線圖3.

7、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集. 升行程實(shí)驗(yàn)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(dá)各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，從行程標(biāo)尺上讀取位臵L（mm），并記錄于數(shù)據(jù)記錄表。 . 降行程實(shí)驗(yàn)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(dá)各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，從行程標(biāo)尺上讀取位位臵L（mm），并記錄于數(shù)據(jù)記錄表。 . 重復(fù). .重復(fù). .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(cè)試將輸入電流調(diào)至12.000mA，在此基礎(chǔ)上改變輸入電流，測(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理1. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表- 3 -控 制 儀 表 與 裝 置 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書 · 電

8、動(dòng) 執(zhí) 行 器Ii：為電動(dòng)執(zhí)行器的輸入電流，電流信號(hào)發(fā)生器的顯示值。 L理：為理論上的行程值；L1：為升行程時(shí)的實(shí)際行程值； L2：為降行程時(shí)的實(shí)際行程值； 絕對(duì)誤差（mm）：行程的平均值與理論值之差，每一實(shí)驗(yàn)序號(hào)中取絕對(duì)直最大者； 絕對(duì)回差（mm）：每一實(shí)驗(yàn)序號(hào)中降行程平均值與升行程平均值之差。 2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理. 計(jì)算該電動(dòng)執(zhí)行器的基本誤差（用引用誤差表示）。 . 計(jì)算該電動(dòng)執(zhí)行器的最大回差（用引用誤差表示）。 . 計(jì)算該電動(dòng)執(zhí)行器的靈敏度（用引用誤差表示）。七、注意事項(xiàng)1. 信號(hào)發(fā)生器輸出電流不能短路。2. 從行程標(biāo)尺上讀取行程值，要估讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位。八、問題與思考1. 升行程實(shí)驗(yàn)時(shí)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4.000mA，該值不能太?。ńㄗh3.000mA）；降行程實(shí)驗(yàn)時(shí)為了能采集到輸入20.000mA的數(shù)據(jù)，要從大于2