《矿大(北京)仪表与自动化_3_3(2学时).》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿大(北京)仪表与自动化_3_3(2学时).（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七节 显示仪表 Section 7 indicating instrument 本章基本要求：本章基本要求： 1、掌握自动电子电位差计工作原理，熟悉 测量桥路及各个电阻的作用。 2、掌握自动电子平衡电桥的工作原理。 3、了解数字式显示仪表的原理与组成。 4、了解无笔、无纸仪的原理和组成。 Basic requirementBasic requirement： 1. Work principle of auto electron potential difference meter, the effect of bridge circuit and resistance. 2. work pr
2、inciple of auto electron balancing bridge 3. Principle and composition of digital indicating instrument 4. Principle and composition of no pen and no paper instrument 显示仪表：将生产过程中各种参数进行指示、记录或 累积的仪表称为显示仪表 （二次仪表）。 分类 classification： 按显示形式分为： 模拟式 (simulative)：以仪表指针的线性位移或角位移 来模拟显示参数连续变化的仪表。 数字式 (digital)
3、：直接以数字形式显示被测参数大小。 屏幕显示 (screen display)：以图形，曲线，字符和数 字等多种形式直接在屏幕上显示。 新型显示仪表：涉及微处理技术、新型显示技术、记 录技术、数据存储技术和控制技术，把信号检测处理、 显示、记录、数据存储、通讯、控制、复杂数学运算等 多个或全部功能集合于一体。 New indicating instrument: micro programming technology, new indicating tech., record tech., data storage and control tech., integrating some or
4、 all of the function of detection, indication, record, storage, communication, control, complicated calculation etc. 特 点 组 成 类 型 功能强，显 示集中而直 观，体积小 。 显示清晰直观 ，无读数视差 。速度快、准 确性高，重现 性好。 工作可靠、价格低廉，能 够反映和记录测量值的变 化趋势。 缺点：结构较复杂， 读数 不够直观，测量速度不够 迅速，测量重现性不好 往往是计算 机显示系统 的显示器或 专业显示器 模/数转换器 及其它电路。 避免机械运动 机构。 信号变换、
5、放大环节，磁 电偏转机构或机电式伺服 机构，指示记录机构。 屏幕显示数字式模拟式 一、自动电子电位差计 Auto electron potential difference meter可配热电偶 功能：测量和显示能转换成毫伏级直流电压信号的 工艺变量。如与温度、流量、压力、差压、成分等的 变送器配接。 第一节 模拟式显示仪表 1、手动电位差计(平衡法) 原理：用已知电压来补偿未 知电压，使测量线路的电流 等于零。 特点：比较精确，因为没有 电流通过测量线路，不存在 线路电阻影响问题。 电压平衡原理图 说明: 1、R为线性度很高的锰铜线绕电阻。 2、稳压电源供电，提供稳定的电流。 3、G为高灵敏
6、度的检流计。 4、Et为热电势，当UCBEt时，检流计指针正方偏转； UCBEt时，检流计指针反向偏转； 当 UCB=Et时，检流计无电流通过， 即Et=UCB=IRCB 电压补偿原理 voltage compensate principle 2、自动电子电位差计的工作原理 原理：利用可逆电机及机械传动机构代替人工的电 压平衡操作，用放大器代替检流计检测不平衡电压 并控制可逆电机工作。 电子电位差原理图 手工调整 可逆电机 检流计 放大器 电压补偿原理 voltage compensate principle 3、自动电子电位差计的测量桥路 冷端温度补偿：R2，其阻值随温度升高而增加。 量程匹
7、配： 下限电阻 RG 上限电阻 RM RP: 滑线电阻 冷端补偿电阻R2 下支路限流电阻 R3(2mA) 上支路限流电阻 R4(4mA) 电位差计测量 桥路原理图 C D B R2的压降随温度升高而升高，而热电偶的热电势却随温度升 高而下降，两者叠加后可实现补偿。 电压补偿原理 voltage compensate principle 实例：XW系列电位差计测量电路 XW系列电位差计测量桥路原理图 差压信号进入放 大电路，用于驱 动移动机构，直 到差压信号为零 时停止 4、自动电子电位差计的结构 结构: 测量桥路，放大器，可逆电机，指示机构，记 录机构。 电子电位差计方框原理图 1、平衡电桥的
8、测温原理 原理：利用平衡电桥来检测热电阻的变化。 二、自动电子平衡电桥热电阻配套 XW系列电位差计测量桥路原理图 t为热电阻； 2,R3,R4: 平衡电阻； R3(Rt0+Rp)= R2R4 当被测温度为下限时，Rt 有最小值Rt0，滑动触头应 在Rp的左端，平衡条件为 ： 当被测温度升高后，平衡条件为： R3(Rt0+Rt +Rp-r1)= R2(R4+r1) r1 = R3/(R2+ R3) Rt 所以，滑动触点的位置反映了电阻的变化； t 2 3 4 自 动 平 衡 电 桥 结 构 原 理 图 2、自动电子平衡电桥 原理：将平衡电桥的检流计换成电子放大器，利用放 大的不平衡电压驱动可逆电
9、机，再用可逆电机带动滑动 触点以达到电桥平衡。 RnP=RB/(R5+r5) 量程电阻 起始电阻 微调电阻 平衡电阻 交流限流电阻 外接调整电阻 三线制 接法 热电阻Rt采用三线制接法，规定每根导线电阻 是2.5。RP为滑线电阻，RP与RB并联后的电 阻值为90，R5为量程电阻，R6为调整仪表起 始刻度的电阻。当测量温度在量程起点时调 整R6，使滑动触点移到滑线电阻最左端；当 测量温度在量程终点时调整R5，使滑动触点 移到滑线电阻最右端。R4为限流电阻，它决 定了上支路电流的I1大小。 热电阻的三线制连接：热电阻Rt采用三线制接法。热 电阻两端的两根导线分别连到电桥的两个相邻的桥臂上 ，第三根
10、导线则与稳压电源的负极相连。 原因：连接热电阻的导线较长，其阻值随环境变化会 影响测量精度，故采用三线制接法，并外加调整电阻 来消除误差。 外接调整电阻R1：为克服连接导线的长短不同而引 起的误差，规定每根连接导线的阻值为2.5。仪表出 厂时，配有两个5的外接调整电阻。 3、自动电子平衡电桥与电位差计的比较 (1)、输入信号不同（signal）：电桥为电阻，电位差计 为电势； (2)、原理不同 (principle)：仪表平衡时，电位差计测量 电桥不平衡，而电子平衡电桥的测量桥路平衡。 (3)、热电偶配电位差计时，要考虑冷端补偿，而热电阻 配平衡电桥时，无此问题。 (4)、连接方式不同(con
11、nection)：热电偶连在输出回路 中，用二线制；而热电阻则连在桥路中，用三线制。 (5)、电位差计的供电为稳压直流，而平衡电桥的电流则 是交流或直流。 特点 Characteristic： 用数码管或液晶显示测量值或偏差值，清晰直观， 读数方便，不会产生视差。 nixie tube or liquid crystal indicate test value or deviation, clear, convenient, no parallax 普遍采用中、大规模集成电路，线路简单，可靠性 好，耐振性强。 medium or large scale integrated circuit,
12、simple circuit, high stability, high anti-knock 第二节 数字式显示仪表 Digital indicating instrument 一、数字式显示仪表的特点及分类 特点 Characteristic： 采用模块化设计方法，有利于制造、调试和维修， 降低生产成本。 modularization design, good for fabrication, debug, and repair, decrease the cost of production. 数显仪表品种繁多，配接灵活，可输入多种类型测 量信号。 wide varieties, mat
13、ching flexible, input many kinds of signal. 一、数字式显示仪表的特点及分类 数字显示仪表的分类 分类 Classification Digital indicating instrument Voltage type frequency type Single point multiple point Single point multiple point Indicating device Indicating alarm Indicating output Indicating recorder Complex indicator 二、数显仪表的
14、基本组成 以下电路的全部或部分组合 信号变换电路 前置放大电路 非线性校正 开方运算电路 模数转换电路 标度变换电路 控制电路 数字显示电路 光柱驱动电路 V/I转换电路 信号变换 前置放大 非线性校 正或开方 运算 A/D 转换 V/I 转换 控制电路 光柱电平驱动 标度变换 工艺变量 （热电势） 光柱显示 电流信号 （热电阻） （电压） （电流） 数字显示 继电器触点动作 或电流信号 2. Composition of signal indicating instrument Composed by some or all of the following circuit Signal t
15、ransfer circuit Pre magnification circuit non-linear verify root operation circuit A/D transfer circuit scale conversion circuit control circuit digital indicating circuit light driving circuit V/I transfer circuit 第三节 新型显示仪表 一、无笔、无纸记录仪 1、概述 结构特点：以CPU为核心，采用液晶显示，无传统记 录仪的机械传动、纸、笔，直接将测量信号转换成数字 信号后，送到随机存储器保存，并在大屏上液晶显示。 连接特点：可与各种测量单元及变送器配合使用，对 各种工艺参数进行显示，存贮，记录和进一步处理，对 输入信号可进行组态或编程，并有报警功能。 2、无笔、无纸记录仪的原理和组成 原理方框图 组态：利用软件工具，实现系统的各种功能 无笔、无纸记录仪显示界面 H 二、虚拟显示仪表 特点：利用计算机来完成显示仪表所有的工作。 在计算机屏幕上完全模仿实际使用中的各种仪表 ，如仪表面盘、操作盘、接线端子等。
