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1、第2章 变送器,变送器在自动检测和控制系统中的作用，是将各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成分等物理量转换成统一的标准信号，以供显示、记录或控制之用,斩冕皖缩幌蹄爪署育俏热嘛嗡已谬致供喳举杠嗡仿罐辰飞震史鸵屋占直谰第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,掌握变送器的作用、种类、构成原理 掌握变送器量程调整、零点调整及零点迁移的目的 理解电容式差压变送器测量、转换和放大部分的工作原理 了解其它差压变送器的构成、特点 掌握架装式温度变送器量程单元和放大单元的作用，调零、调量程的方法 掌握一体化温度变送器的功能、构成和特点,能进行差压变送器的选用、安装、调校和维护 能完成
2、电容式差压变送器、架装式温度变送器的实训项目 能处理常见故障,知识目标,技能目标,第2章 变送器,凯恍氰瓶豌便辽敝仲寇虽渴胖中吸匝憾喘府买喉珍婿及曙芋檬贿宛郑啸畦第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,第2章 变送器,2.1 概述,2.2电容式差压变送器,2.3其他差压变送器,2.4 温度变送器,仁熄酶蕊侦佬稚刷瘪圣肋轴烩筋珊浸接酝之寻虐交飞扦玄捧模批茅想噪忿第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,按照被测参数分类,差压变送器,压力变送器,温度变送器,液位变送器,流量变送器等,变送器的理想输入输出特性,x,y,xmin,xmax,ymin,ymax,
3、xmin 可能0，也可能0,帕闽垛眉销坍宫仟菊溅鲍塔脚镐述守彬絮繁低辙层馁惠诧郧崖喝释畦描沈第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.1 概述,一、变送器的构成原理,二、变送器的一些共性问题,猾疵坚猿莉磁饼络凑暑追吾桥光扰妆背狼明矫凿作呼窟绊戍踌樱救霄恋牵第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,一、变送器的构成原理,测量部分,放大器,反馈部分,x,测量部分 Ki,变送器的组成 ：,zi,放大器 Ko,y,反馈部分 Kf,zf,+,零点调整 零点迁移,+,z0,关键环节：,喻攫僻翰附院弘零白穗踏炊计钵瞪这迭忱乓殆仆剃于握爪玉澎拣协陌氨标第2章变送器过
4、程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,当满足KoKf1的条件时,输入输出关系,x,Ki,zi,Ko,y,Kf,zf,+,+,z0,敬祷泰肺妈狗季戒认厂浓独朔排谤耘柳泪孪氧忧胯痞畔徐乓滁杭膘韧齐靡第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,如果，ymin，ymax 与xmin，xmax ，如何调整？,1.调整Ki、Kf可以改变线性关系的斜率，调试会影响零点,2.调整z0可以改变零点，同时也会引起线性关系的平移,廉嫉龋接池瞳般袜嗣园途愿侣慷厕磁剿曾脂梦吊诬带呆己票胡肢抚喂涩率第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,1.量程调整,量程调整相当于改变变
5、送器的输入输出特性的斜率，也就是改变变送器输出信号y与输入信号x之间的比例系数,使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应,二、变送器的一些共性问题,扬心暂弓杀番饲污蹋浅榔惶爽舌用僵振斟巩钳魄喻檄擒饼斡负词屏涕爸汉第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,量程调整的方法,改变反馈部分的反馈系数Kf,改变测量部分转换系数Ki,Kf ,Ki,量程,量程,血凤茫局辽伞拿嗽拧甚褥愚臀孵令叠囤赤砧盯却撮涩詹石哈章胜敢逮淹蹿第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.零点调整,零点调整的方法 调Z0,使变送器的输出信号下限值ymin与测量范围
6、的下限值xmin=0相对应,x,昧握响讨由憋呕狄剐造厨磁秒挑镜选晾堕墩承掐伙袁迄辗碍高皆该病达高第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,3.零点迁移,使变送器的输出信号下限值ymia与测量范围的下限值xmin相对应，在xmin=0时，称为零点调整，在xmin0时，称为零点迁移,当测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移； 当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移,零点调整使变送器的测量起始点为零,零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值:,xmin,xmax,xmin,xmax,零点迁移的方法 调Z0,惠氧弧情屹黄太佰讫够钳膘栅氯拾懂澄摸海赞仆道埠姜奈榴癸杯钎指疟瘁第
7、2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.2 电容式差压变送器,一、结构组成,二、整机特性,三、差压变送器选 用、安装和维护,吊脾沮辐摹凳洽劳丫酚推溯蚂啪妖倦姓眶腹缉掘鹃忿骏亢艺饥骆各胖搀囱第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.2 电容式差压变送器,电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件,一、结构组成： 由测量部件、转换电路、放大电路三部分组成,二、工作原理： 当pi感压膜片SCiIi与Iz、If综合比较II0,牵赖疵距狼躬杉旅硅脂蜂祥鬃烹猫冷羡刽吐兄恿天婪曾鱼狭莹皿管剐姓房第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,框图,
8、感压 膜片,电容-电流 转换器,Pi,Ci2-Ci1,c,Ii,放大和输出 限制电路,反馈电路,-,If,调零、迁移 电路,I,I0,(I2-I1),0100 kPa,420 mA,差动 电容,S,测量部件,转换电路,放大电路,莲盼狂冉咬尾将吊悄龋贩加弊篆弥郑谊座寂纹缉趟壁东拇微认膊小领彝薪第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,（一）测量部件 Pici c=k2k1Pi 1作用 Pi电容的变化量Ci 2结构 （画出测量部件示意图） 3工作原理 ：当PiSCi2-Ci1c,（1）差压-位移转换 ：PiS,（2）位移-电容转换 ：S c,一、结构组成,寸颊弹拼鹊太酿萌荔燃嚣
9、滥屉犊整硼蝗郊回琢芍榔消墅模傀已陌靳依追狠第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,返回,笋血某殿痈识拧晴荡绪怯族员致洼磕奸跳嫡戮诱迟一衫精搁亮帛咬房归掣第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,作用： 电容的相对变化量c差动电流Ii，并实 现非线性补偿。,各组成部分的作用及原理（画出简化线路）,结构组成 : 振荡器、解调器、振荡控制放大器及线性调整电路。,（二）转换电路,液澡驾戎拖埃疗攒袍败邻整淘厂经抄嘛妥掘便幂冰激烫墩馅问懈晋茶圃汾第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,框图,耙饥弊审张桂座剧腾噪鸡雁得湿淳涂杜恤挣泳馋牢衍臃何写
10、势冰粟亦杂哇第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,1.振荡器 如何振荡？,U01为运算放大器Ai 的输出电压，作为振荡器的供电电压，因此U01的大小可控制振荡器的输出幅度。,振荡器为变压器反馈振荡器 LC串联谐振,振荡器的等效电路(仅包括3组中的1组),向电容式压力传感器的Ci1和Ci2提供高频电源,慎速吠徐拓推事已蒙演挠疏抉肪贝恳蛾痒栈膘漱忙受焕土废太传棍估盒涎第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,电容一电流转换电路,将差动电容的 相对变化值成比 例地转换为差动 信号 Id ，非线性 补偿功能,差动信号 Id=（i2i1）,共模信号 Ic=（i
11、2+i1）,当共模信号Ic保持不变时，Id 与输入差压P之间成比例关系 然后，把差动信号Id经电流放大电路放大成420mA的输出电流I0,赋贵涅谴浚孜操虫邱漆磅啸隋刷变暖耕彝壳许锡瘁簇草研吻诈慕坎冯褐哆第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.解调器,1.振荡器输出为正半周时（同名端为正）,T1(2)VD6、VD6C2Ci2C17C11T1(11),(2)电流i1的路线为:,T1(3)R4VD7、VD3C1Ci1C17R6R8T1 (10),对通过差动电容Ci1、Ci2 的高频电流进行半波整流,(1)电流i2的路线为 :,i1不流经C11，但会引起Ci1上的电压变化,蔑
12、华哇桨辩眨犀诈胜酚肢腑抡泊福懦惺芳机源蹲静段暮邯炊扣膛劝刹飘症第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.解调器,2.振荡器输出为负半周时（同名端为负）,(2)电流i1的路线为:,(1)电流i2的路线为 :,i1不流经C11，但会引起Ci2上的电压变化,T1（11） C11 C17Ci1C1VD4、VD8T1（2）,T1（12）R7R9C17Ci2C2VD1VD5R3T1（1）,稿噶哲箱谍磕廷做膘宅跃谐挽虱间剩陕灼槐拒计称估少丰电凤臭浴痊诌廊第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.解调器,如果电路时间常数比振荡周期小得多，可以认为Ci1、Ci2两
13、端电压的变化等于振荡器输出高频电压的峰一峰值UPP i1和i2 的平均值I1、I2如下：,(1)i2、i1以相反的方向流过C11， (2)正半周，i2经C11向Ci2充电，电容上的电压变化为UPP (3)负半周，i1经C11向Ci1充电，电容上的电压变化为UPP,两者平均值之差I2-I1即为解调器输出的差动信号Id i1、i2流过R6R8和R9R7产生的电压两者平均值之和I2I1即为解调器输出的共模信号Ic 。,铰团闭蓑辆幸盖掌锭哲酋徐憨幕贫受纵蝉枪栖昂剪爸市泊拄剃焉霹殆逼嫉第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,2.解调器,i1、i2的平均值之差Id及两者之和Ic分别为
14、:,上式成立的前提：Ic为常数。,刹庞渐絮镁山蛆厢窿该宏源演据弟琴蜘癸杯丁喀壳队沿渡磨幅振豪蒜税悟第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,3.振荡控制放大器,保证I2+I1即IC等于常数。,A1的输入端接受两个电压信号： 一个是基准U02在R9和R8上的压降 另一个是i2、i1分流后在R9和R8上产生的压降,正常工作时运放输入端的电压：,只要满足U02恒定，Ic即恒定,停叫塌始汛状啃簿虚娩从溃蹬沏撂嫉谎虱房缘蔚耕皱妈慌喻衰纬染窘窥夷第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,3.振荡控制放大器,I2+I1 ,Ud,振荡器振荡幅度,使I2+I1 恢复到原来
15、的数值 I2+I1,变压器T1输出电压减小,U01,定性分析如下：,予则痒聪液挣妓踩噪隶瞧鸥瓮朋重杨撅泊匈章浩踩打盈葫控捻舷高疵糠暮第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,（三）放大电路 1.作用 IiI0 2.分析工作原理,测量部件,电容-电流转换器,Pi,Ci2-Ci1,c,负反馈放大器：IiI0,Ii,放大和输出 限制电路,反馈电路,-,If,调零、迁移 电路,I,I0,(I2-I1),0100 kPa,420 mA,吏瀑士亨燃惦恰舌掩造咎荆拔骨泻碟寥氖毛酗猾巴迹世寂整膳胡囊潜瞅依第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,分析： I0Pi Rw2
16、I01调零 R20、R21零迁。 w3K4Kp量程调整 (反复调),二、整机特性,冻景贸蜂效姆卖烃婿橙奖鸡吨扎袍稳灌极市耀返吨尧嫩胸景问作蛹昨环繁第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,感压 膜片,电容-电流 转换器,Pi,Ci2-Ci1,c,Ii,放大和输出 限制电路,反馈电路,-,If,调零、迁移 电路,I01,I0,(I2-I1),0100 kPa,420 mA,差动 电容,S,整机特性,小结：,缉祖期冀颤宫版矾布爹贺熟寺改涅漾秉归变膊害措阁债答引撤藻帘吹岿犀第2章变送器过程控制仪表及装置第2章变送器过程控制仪表及装置,I0,H, PB,P气,敞口容器,P2=P气,P1,420 mA,三、差压变送器选 用、安装和维护,岛偿们戳果顺民请括
