低溫膨脹儀操作說明
點擊次數(shù)：3057 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，可以定期由用戶標樣進行校準。其數(shù)據(jù)處理通過計算機完成。由用戶輸入標樣的α值，該項儀器出廠前已校準。并提供標樣在不同溫度下的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、排空閥進氣開關(guān)f、電壓指示g、電流指示h、水冷端蓋進/出水口
i、冷卻液進口（下）/出口（上）j、冷卻閥放空閥k、試樣架
l、傳感器保護罩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)顯示當前測量值，SV區(qū)顯示儀表當前運行狀態(tài)，此時按一下面板上的鍵，儀表將進入了控溫曲線設(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）可對當前參數(shù)值進行修改。當用戶修改完一個參數(shù)值后，可通過按面板上的鍵確認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，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題依次記錄。d、當儀器升溫至用戶設(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
△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=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)，無須用戶再進行計算。1200度及以上設(shè)備α標值需查看數(shù)據(jù)庫詳細記錄！
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行，在曲線分析窗口中點擊“查看記錄”按鈕，再點擊“導(dǎo)出當前記錄”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行。同時在該窗口中也可進行歷史數(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)準備就緒(爐膛到位,試樣已經(jīng)放好,通信電纜準確連接,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爐膛加熱區(qū)中心位置，在推動過程中應(yīng)緩緩?fù)苿?，以防止試樣架碰觸爐膛而發(fā)生損壞。
5、進入測試軟件測試界面若發(fā)現(xiàn)通訊狀態(tài)標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接線端交換，看是否恢復(fù)正常。若通訊線纜確認無誤，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