低溫膨脹儀操作說明
點擊次數(shù)：3043 更新時間：2023-06-27
一、概述
本儀器采用計算機技術(shù)，智能儀表（單片機）技術(shù)對物理量位移、溫度進(jìn)行實驗全過程的檢測與控制，并可以實現(xiàn)脫機運行，聯(lián)機實現(xiàn)自動測試。運行于中文(英文)Windowsxp/sp2環(huán)境，具有友好的中（英）文用戶操作界面；脫機狀態(tài)由智能儀表檢測，手動測試。該儀器主要用于測定陶瓷、金屬、合金、石墨、耐火材料、精鑄用型殼及型芯材料以及其它固體材料的熱膨脹系數(shù)。用于金屬材料可測試材料的相變曲線。具有全自動、易于測試、易操作、實驗數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)打印輸出、實驗數(shù)據(jù)存檔、數(shù)據(jù)庫豐富、易修改檢索等特點；為工廠、科研院所檢測材料制品的物理性能和科研教學(xué)提供了現(xiàn)代化的測試手段。
二、主要技術(shù)系數(shù)
1、溫度范圍：-30℃~100℃
2、升溫速度，實驗過程控制參數(shù)，含PID參數(shù)以及通迅方式。
⑴由智能儀表AI518P（708P）實現(xiàn)全過程任意需要調(diào)節(jié)、設(shè)置、鎖定。操作見AI518P（AI708P）說明書。⑵由上位機（計算機）實現(xiàn)界面調(diào)試任意需要位置（在線方式），并可實現(xiàn)在線修改。
3、電源電壓：220V±10﹪，50HZ
4、爐子最大功耗n≤2KW
5、膨脹值測量范圍與誤差：0--5㎜±0.1%，±2.5mm±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：加載傳感器裝置、爐膛、電機、基座、控制系統(tǒng)（智能儀表+計算機）五部份組成。
2、組成原理圖：
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（如果不計系統(tǒng)的熱變形量），這一膨脹量由電感位移計精確測量出來，由儀表顯示并送計算機處理，計算機數(shù)據(jù)處理后顯示δ和α值是通過自動系統(tǒng)補償計算結(jié)果，也可通過智能儀表顯示的位移絕對值，人工記錄，并按原理公式計算。.
⑴加載傳感裝置中的測試桿，一端頂著試樣一端連著位移傳感器的鐵芯。試樣的另一端頂在固定的試樣管壁上。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產(chǎn)生相應(yīng)的位移。
⑵爐膛加熱采用電阻燈管做為發(fā)熱元件，降溫采用恒溫水槽制冷。
⑶電氣部分
a.參照518P儀表操作手冊，實驗參數(shù)可由用戶調(diào)整（出廠時已調(diào)好）。
b．計算機部分，遵從計算機操作原理，因系統(tǒng)工作在Windows98/2000/XP簡體中文環(huán)境，用戶計算機的軟件環(huán)境應(yīng)能支持Windows32位軟件。在運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。注意事項要求，接口連接轉(zhuǎn)換頭接計算機COM口。打印機支持并行口/串口，在Windows操作系統(tǒng)下安裝打印機。用戶需打印時將自動啟動數(shù)據(jù)打印記錄。
C．系統(tǒng)的補償，可以定期由用戶標(biāo)樣進(jìn)行校準(zhǔn)。其數(shù)據(jù)處理通過計算機完成。由用戶輸入標(biāo)樣的α值，該項儀器出廠前已校準(zhǔn)。并提供標(biāo)樣在不同溫度下的α值供用戶參考。
4、儀器面板及各部件說明:
a、電源開關(guān)b、工作停止c、工作啟動d、電源指示燈
e、排空閥進(jìn)氣開關(guān)f、電壓指示g、電流指示h、水冷端蓋進(jìn)/出水口
i、冷卻液進(jìn)口（下）/出口（上）j、冷卻閥放空閥k、試樣架
l、傳感器保護(hù)罩m、位移調(diào)節(jié)旋鈕
四、使用與操作
A、實驗測試步驟：
1、檢查設(shè)備各部件連接，看是否有脫落、松動（若有將其接好、緊固）；檢查設(shè)備與電腦主機間連接線纜，看是否有脫落、松動（若有將其接好、緊固）；準(zhǔn)備好待測試件，要求端面平整，測試并記錄下樣品的實際長度，備用。
2.按實驗要求用切割機或其他工具將測試樣品制備成Φ(6～8)×50的圓柱體或(6～8)×(6～8)×50方形體；因制備工藝不同，測試樣品實際長度可能不夠或多于50mm少許，此時應(yīng)記錄下樣品長度的實際數(shù)值，備用。
3.開啟儀器電源，推開爐膛，露出試樣架，將樣品放入試樣架樣品放置處，樣品應(yīng)與試樣架保持平行，同時也應(yīng)與位移頂桿端面良好接觸（注：取樣時步驟相反），放入步驟
4、觀察設(shè)備面板上位移顯示，看其數(shù)值是否在2000左右，若是偏大或偏小，則需調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)旋鈕，數(shù)據(jù)合適可跳過此步，（注：部份儀器不具備此功能；）接著將儀器靜置5～10分鐘，等待位移顯示表讀數(shù)*穩(wěn)定。
5、開啟恒溫箱電源開關(guān)，循環(huán)開關(guān)、啟停開關(guān)、制冷開關(guān)
a、電源開關(guān)b、循環(huán)開關(guān)c、制冷開關(guān)
d、設(shè)定按鈕e、增加鍵f、減少鍵
g、移位h、啟停開關(guān)
按下恒溫水浴面板上的“設(shè)定”按鈕，進(jìn)入溫度設(shè)定模式（“PV”區(qū)顯示實測溫度，“SV”區(qū)顯示設(shè)定溫度），此時可通過按“增加”或“減少”鍵來修改設(shè)定溫度。修改完成后，按下“設(shè)定”鍵完成修改（只有當(dāng)試驗起始溫度低于室溫時，才用恒溫水浴對試樣降溫，通常設(shè)定溫度要低于試驗起始溫度，若試驗起始溫度不低于室溫，可不用開啟恒溫水浴降溫）。
6、設(shè)定儀表控溫曲線，此處分手動按鍵和軟件在線設(shè)定：
①手動按鍵設(shè)定
儀器上電后，溫度控制表PV區(qū)顯示當(dāng)前測量值，SV區(qū)顯示儀表當(dāng)前運行狀態(tài)，此時按一下面板上的鍵，儀表將進(jìn)入了控溫曲線設(shè)定狀態(tài),此時儀表PV區(qū)顯示參數(shù)名，SV區(qū)顯示對應(yīng)參數(shù)的參數(shù)值，用戶可通過按動面板上的（增加鍵）或（減少鍵）可對當(dāng)前參數(shù)值進(jìn)行修改。當(dāng)用戶修改完一個參數(shù)值后，可通過按面板上的鍵確認(rèn)并同時將顯示指向下一個參數(shù)，在所有參數(shù)設(shè)定完成后，可通過同時按下鍵和鍵,再同時松開來退出控溫曲線設(shè)置狀態(tài)，同時也可不按鍵，靜待5～10S，儀表將會自動退出控溫曲線設(shè)置狀態(tài)。各參數(shù)出現(xiàn)順序及對應(yīng)參數(shù)見表4.1所示。
表4.1
| 參數(shù)名 | 參數(shù)值 |
| sp ×× | ×× |
| t ×× | 
| 升溫時間，可設(shè)定為-121或者其它正數(shù)，當(dāng)某一段時間設(shè)為-121時，代表儀表運行到此段時停止工作。 | | ×× |
| sp ×× | ×× |
| t ×× | ×× |
| sp ×× | ×× |
| … | … |
其中“sp××”中的“SP”代表溫度,“××”代表段號，“t××”中的“t”代表時間，“××”也是代表段號；溫度單位是℃，時間的單位是分鐘
舉例如下:
1)儀器按5℃/min的速率從0℃升溫至200℃后停止，控溫曲線參數(shù)設(shè)定如下表4.2所示：
表4.2
| 參數(shù)名 | 參數(shù)值 |
| sp 01 | 0 |
| t 01 | 40 |
| sp 02 | 200 |
| t 02 | -121 |
| 參數(shù)名 | 參數(shù)值 |
| sp 01 | 室 溫 |
| t 01 | 60 |
| sp 02 | 300 |
| t 02 | 10 |
| sp 03 | 300 |
| t 03 | 20 |
| sp 04 | 400 |
| t 04 | -121 |
當(dāng)用戶覺得在實驗升溫過程中不需要恒溫時，我們只需將上例恒溫程序段去掉即可，具體設(shè)置如下：
表 4.4(只用一段升溫)
| 參數(shù)名 | 參數(shù)值 |
| sp 01 | 室 溫 |
| t 01 | 80 |
| sp 02 | 400 |
| t 02 | -121 |
表4.5(采用多段升溫)
| 參數(shù)名 | 參數(shù)值 |
| sp 01 | 室 溫 |
| t 01 | 60 |
| sp 02 | 300 |
| t 02 | 20 |
| sp 03 | 400 |
| t 03 | -121 |
②軟件在線設(shè)定：
在測試軟件的參數(shù)設(shè)置窗口，可直接通過“控溫曲線”項來設(shè)定控溫曲線。
“控溫曲線”項見右圖所示，圖中是按約5℃/min升溫至1000℃后停止的設(shè)定曲線。
設(shè)定時用戶只需在左側(cè)對應(yīng)表格中填入相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后回車確認(rèn)，系統(tǒng)便會實時在右側(cè)生成對應(yīng)設(shè)置的控溫曲線，在確認(rèn)參數(shù)沒問題后，點擊表格下方的“設(shè)定”按鈕即可將控溫曲線參數(shù)寫入儀表中。
7、測試
①人工記錄數(shù)據(jù)測試
此處是無計算機時人工記錄測試數(shù)據(jù)計算的過程。
a、在完成以上測試前5步后，準(zhǔn)備好記錄紙和筆，同時記下儀器升溫前溫度控制表和位移顯示表PV區(qū)最終值,做為實驗測試起始溫度和起始位移；
b、長按控溫儀表上標(biāo)有“RUN/HOLD”字樣的按鍵，直至控溫儀表SV區(qū)顯示“RUN”字樣時松開，此時儀器開始升溫
c、以溫度1℃度為記錄間隔，當(dāng)控溫儀表PV區(qū)數(shù)值每增加1時，記錄下該值，并同時記錄下位移顯示表PV區(qū)數(shù)值。記錄過程中用戶可按表格形式分別以溫度與位移作為列標(biāo)題依次記錄。d、當(dāng)儀器升溫至用戶設(shè)定控溫曲線終止溫度并停止后，停止記錄數(shù)據(jù)，此時控溫儀表SV區(qū)顯示“STOP”并閃爍，此時應(yīng)按下儀器面板“工作停止”按鈕，儀器綠色工作指示燈熄滅。
②計算機自動處理:
在有計算機的情況下，需在計算機上安裝好儀器配套測試軟件，并連接好儀器與計算機之間的通訊線纜。
a、打開計算機，運行測試軟件，系統(tǒng)加載完畢后自動進(jìn)入測試界面。
b、在測試界面的“數(shù)據(jù)顯示”項中，填寫好樣品實際長度（見右圖所示），數(shù)據(jù)可精確到小數(shù)點后兩位。
c、在測試界面的“試驗控制”項中，填寫好試驗起始溫度、終止溫度（見右圖），此數(shù)值與控溫曲線設(shè)定的終止溫度一致。在以上各項填寫完畢后點擊“試驗控制”項中的“試驗開始”按鈕（見右圖），此時儀器開始升溫，并自動記錄、處理數(shù)據(jù)。
注：起始溫度低于室溫時采用恒溫水槽降溫，待樣品溫度低于起始溫度后，先停止恒溫槽工作，放空爐體內(nèi)制冷液，再開始測試.
8、數(shù)據(jù)處理
人工記錄數(shù)據(jù)測試完成后，用戶需按以下公式計算各溫度下樣品的平均線膨脹系數(shù)：
α=△L/（L0*△T）+α標(biāo)
△L=L2-L1
△T=T2-T1
其中
L2：試樣在T2溫度下的位移um
L1：起始位移um
L0：試樣在室溫下的長度um
T1：起始溫度℃
α標(biāo)=0.55×10-6/℃
注：若測試時選擇的是用計算機自動處理，則測試軟件會自動處理計算測試樣品各溫度點下的平均線膨脹系數(shù)，無須用戶再進(jìn)行計算。1200度及以上設(shè)備α標(biāo)值需查看數(shù)據(jù)庫詳細(xì)記錄！
同時測試軟件還會將所測結(jié)果自動存放至軟件自帶的數(shù)據(jù)庫中；由于數(shù)據(jù)庫空間有限，每次開始新實驗前，系統(tǒng)會自動清空上一次測試的數(shù)據(jù)，所以要求用戶在每一次實驗完成后，對于需要保留的數(shù)據(jù)做一次導(dǎo)出另存的操作。
數(shù)據(jù)導(dǎo)出另存的操作在測試軟件曲線分析窗口進(jìn)行，在曲線分析窗口中點擊“查看記錄”按鈕，再點擊“導(dǎo)出當(dāng)前記錄”按鈕，在出現(xiàn)的對話框中依提示操作即可完成數(shù)據(jù)備份另存（見下圖）。
8、實驗報告
對于人工記錄數(shù)據(jù)測試的，測試報告需用戶自己制作并生成報告。
利用計算機自動處理的，可通過測試軟件測試界面中的“打印測試報告”按鈕調(diào)出測試報告打印界面，在該界面中，用戶可使用系統(tǒng)自帶的報告內(nèi)容亦可自定義報告各內(nèi)容。在本界面中用戶可實時查看打印效果圖，在確認(rèn)無誤后，選擇對應(yīng)打印方式即可完成報告輸出。測試報告打印界面見下圖：
同時用戶也可以不選擇測試報告打印界面輸出報告，只單獨定義輸出測試結(jié)果曲線圖，曲線圖的輸出在測試軟件曲線分析窗口中進(jìn)行。同時在該窗口中也可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查看與報告輸出。
B、注意事項：
1、實驗開始時注意儀器已經(jīng)準(zhǔn)備就緒(爐膛到位,試樣已經(jīng)放好,通信電纜準(zhǔn)確連接,啟動開關(guān)打開)。
2、啟動軟件時,若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)提示“端口已打開”則可能是上次實驗后軟件沒有按正常順序退出,這時可使用任務(wù)管理器將其對應(yīng)的進(jìn)程終止并重新運行程序。
3、實驗結(jié)束后爐膛不要立即推開,防止試樣架因驟冷受到損壞，只有當(dāng)試樣溫度低于100℃后方可推開爐膛。假如已推開則不要再推入！
4、裝填試樣時注意輕拿輕放，勿大力推動位移頂桿，防止傳感器精度下降或損毀，同時在推動爐膛時要注意讓試樣所處位置到達(dá)爐膛加熱區(qū)中心位置，在推動過程中應(yīng)緩緩?fù)苿樱苑乐乖嚇蛹芘鲇|爐膛而發(fā)生損壞。
5、進(jìn)入測試軟件測試界面若發(fā)現(xiàn)通訊狀態(tài)標(biāo)識呈紅色且提示信息顯示通訊超時，此時應(yīng)檢查接口通訊線纜接觸是否良好，儀表是否上電并顯示正常無異樣，若儀器顯示無異樣，此時可以將其通訊線纜正負(fù)接線端交換，看是否恢復(fù)正常。若通訊線纜確認(rèn)無誤，但通訊仍未正常，請檢查軟件參數(shù)設(shè)置界面中各參數(shù)是否有改動，建議不要自行修改！
6、在未了解工藝參數(shù)意義的情況下，切勿自行修改儀表內(nèi)部控溫參數(shù)。
7、儀器斷電或非法退出（有時實驗結(jié)束后會出現(xiàn)未回到初始狀態(tài)的情況），下次運行儀器時將保持原來運行狀態(tài)，因此重新進(jìn)行實驗啟動時需要按“STOP”鍵3秒鐘，控溫儀表出現(xiàn)“Stop”顯示后方可重新進(jìn)行實驗。
五、產(chǎn)品成套一覽表
1、主機一臺
2、測試軟件一份
3、石英標(biāo)樣一根
4、產(chǎn)品說明書一本
5、溫控儀表說明書一本
6、產(chǎn)品合格證一份
7.聯(lián)想電腦（臺式）一臺
8.低溫水槽一臺
附:
實驗開始，設(shè)備啟動加熱約30S后，請手動長按控溫儀表標(biāo)有“stop”字樣按鍵，直至儀表停止運行，設(shè)備停止加熱，緊接著長按控溫儀表標(biāo)有“run”字樣按鍵，重新啟動儀表運行，設(shè)備加熱。
原因：設(shè)備剛剛開始加熱時，爐膛溫度吸熱,致使溫度滯后較大，會引起溫度控制波動，人為干預(yù)可減小波動。
地址：岳塘區(qū)雙馬街道曉陽路10號中南高科湘潭智能制造產(chǎn)業(yè)園一期6棟1單元0101001
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傳真：0731-58267996