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1、第二章第二章 仪表的构成与组件仪表的构成与组件 l仪表的构成l电动与气动仪表的根本元件l构成仪表的环节与典型实现2.1 2.1 仪表的构成仪表的构成1、仪表的功能：、仪表的功能：仪表表输出信号出信号输入信号入信号变送器送器调理器理器执行器行器T、P、F、L420 mA010mA20100KpaDV DV=PV-SV 控制信号控制信号控制信号控制信号调理理阀门开度开度或或泵的的转速速2、仪表的开环构造：、仪表的开环构造：W(s)yxK开开环仪表：表：问题：输入入转换、放大等使、放大等使误差累差累积并逐并逐级放大，放大， y与与x的的线性关系性关系难以保以保证。处理途径：采用理途径：采用闭环构造构
2、造其中：其中：W(s)代表代表仪表的表的转换部分，部分，K表示放大部分。表示放大部分。 2.1 2.1 仪表的构成仪表的构成3、仪表的闭环构造：、仪表的闭环构造： Ki输入部分的入部分的转换系数；系数； K放大器的放大系数；放大器的放大系数； Kf反响部分的反响系数。反响部分的反响系数。2.1 2.1 仪表的构成仪表的构成由于由于K很大，所以很大，所以输出出输入关系几乎不受放大器特性影响。入关系几乎不受放大器特性影响。第二章第二章 构成仪表的元件构成仪表的元件 l仪表的构成l电动与气动仪表的根本元/组件l构成仪表的环节与典型实现2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件电
3、阻R气阻R(a)固定电阻(a)固定气阻(b)可调电阻(b)可调气阻关系式R=U/I关系式R=P/M式中U电阻两端电压；式中P气阻两端压降I流过电阻的电流。M气体的质量流量1、根本元件：气阻、根本元件：气阻2、根本元件：气容、根本元件：气容 2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件电容C气容C(a)固定电容(b)可变电容a)固定气容(b)可变气容关系式：关系式：式中：q电容中的电荷量；式中：m气容中的气体质量iC流过电容的电流；M气体的质量流量；UC电容两端的电压。PC气容中的压力。3、根本、根本组组件：件：节节流通室流通室2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气
4、动仪表的根本元件可调气阻可调气阻固定气阻固定气阻1.1.经过调经过调整整R1R1获获得分得分压压关系；关系；2.K12.K1在在0 01 1间变间变化；化；3.3.可构成比例可构成比例调调理理规规律。律。节流通室分压气路(a)构造原理图(b)阶跃呼应关系式稳态时：假设P3=0通大气式中KP比例系数，0KP1分压电路(a)构造原理图(b)阶跃呼应关系式：式中KP比例系数，0KP1比例比例环节2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件4、根本、根本组组件：件：节节流盲室流盲室积分时间：积分时间：TRC2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件节流盲室流盲
5、室积分气路分气路(a)构造原理构造原理图(b)阶跃呼呼应传送函数：送函数：式中式中T时间常数常数,T=RC积分分电路路(a)构造原理构造原理图(b)阶跃呼呼应传送函数：送函数：式中式中T时间常数，常数，T=RC积分分环节2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件微分微分环节2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件节流盲室微分气路节流盲室微分气路(a)构造原理图构造原理图(b)阶跃呼应阶跃呼应微分微分电路路(a)构造原理构造原理图(b)阶跃呼呼应2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件5、喷嘴、喷嘴-挡板机构构造挡板机构构造1
6、.1.放大作用：放大作用： 很大；很大；2.2.转换作用：位移转换作用：位移- -喷嘴背压；喷嘴背压；3.3.控制造用：经过控制造用：经过 h h 控制控制 PD PD 。2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件6、气动功率放大器、气动功率放大器A AC CB BD D功率功率= =压力力 X X 流量流量金金属属簧簧片片金属金属膜片膜片例：喷嘴挡板机构、功率放大器例：喷嘴挡板机构、功率放大器2.2 2.2 电动与气动仪表的根本元件电动与气动仪表的根本元件第二章第二章 构成仪表的元件构成仪表的元件 l仪表的构成l电动与气动仪表的根本元件l构成仪表的环节与典型实现1.力平
7、衡式：2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现比比较环节C：膜片的：膜片的刚刚度系数度系数2.力矩平衡式：2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现比较环节比较环节2.力矩平衡式：2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现比较环节比较环节力比较是输入力和反响力作用在比较元件上，其差值使比较元件产生微小的位移； 力矩比较是输入力矩和反响力矩作用在作为比较元件的杠杆上，其差值使杠杆产生微小的偏转。气气动仪表的比表的比较环节：力比：力比较和力矩比和力矩比较2.3 2.3 构成仪表的环节与典型实现构成仪表的环节与典型实现本章重点本章重点仪表的功能：仪表的功能：仪表仪表输出信号输出信号输入信号输入信号变送器变送器调理器调理器执行器执行器T、P、F、L420 mA010mA20100KpaDVDV=PV-SV控制信号控制信号控制信号控制信号调理阀门开度调理阀门开度或泵的转速或泵的转速本章重点本章重点仪表的闭环构造：仪表的闭环构造： Ki输入部分的入部分的转换系数；系数； K放大器的放大系数；放大器的放大系数； Kf反响部分的反响系数。反响部分的反响系数。气阻：气阻：R=P/MR=P/M气容：气容：本章重点本章重点节流通室：节流通室：节流盲室：节流盲室：本章重点本章重点
