特殊测量仪表课件

转速测量仪表转速测量仪表特殊测量仪表特殊测量仪表氧量测量仪表氧量测量仪表智能显示仪表智能显示仪表数字显示仪表仪表数字显示仪表仪表水位测量仪表水位测量仪表水位测量仪表水位测量仪表云母水位计云母水位计差压式水位计差压式水位计电接点水位计电接点水位计云母水位计的工作原理云母水位计的工作原理云母水位计采用连通原理测量水位，云母水位计采用连通原理测量水位，即利用水位中的液柱与容器中的液即利用水位中的液柱与容器中的液柱在连通管处有相等的静压力，从柱在连通管处有相等的静压力，从而可以用水位计中的液柱高度来代而可以用水位计中的液柱高度来代表容器中的水位，通常称此水位为表容器中的水位，通常称此水位为重量水位。重量水位。云母水位计指示值云母水位计指示值H H与汽包实际的重量与汽包实际的重量水位水位HeHe之间的关系：之间的关系：一般认为，高压锅炉汽包实际零水一般认为，高压锅炉汽包实际零水位比云母水位计零水位约高位比云母水位计零水位约高50mm50mm左右，左右，中压锅炉则高中压锅炉则高30 mm30 mm左右。左右。电接点水位计的工作原理电接点水位计的工作原理。锅炉汽包中由于炉水含盐量大锅炉汽包中由于炉水含盐量大,其电阻其电阻率很大率很大,相当于导体相当于导体;而饱和蒸汽的电阻而饱和蒸汽的电阻率很小率很小,相当于绝缘体相当于绝缘体;于是相应于水侧于是相应于水侧的电触点导通而显示器的电触点导通而显示器“亮亮”,相应于相应于汽侧的电触点汽侧的电触点,因因“开路开路”而显示器而显示器“灭灭”,利用显示器点利用显示器点“亮亮”的灯数就可的灯数就可以模拟汽包中水位的高度以模拟汽包中水位的高度,这就是电接这就是电接点水位计的工作原理。点水位计的工作原理。水位测量水位测量电接点水位计的显示仪表电接点水位计的显示仪表氖灯显示氖灯显示模拟式水位显示（双色显示）模拟式水位显示（双色显示）数字显示数字显示氖灯显示氖灯显示模拟式水位显示（双色显示）模拟式水位显示（双色显示）（汽红水绿）（汽红水绿）数字显示数字显示水位测量水位测量差压式水位计的工作原理差压式水位计的工作原理。差压式水位器计由差压式水位器计由“水位水位差压差压”转换转换装置（平衡容器）、差压计（或变送器）装置（平衡容器）、差压计（或变送器）和二次仪表等组成。利用不同的转换装和二次仪表等组成。利用不同的转换装置将水位的变化转换成差压的变化，然置将水位的变化转换成差压的变化，然后使用量程合适的差压计测出这个差压后使用量程合适的差压计测出这个差压值，就可得知水位，这是目前火力发电值，就可得知水位，这是目前火力发电厂锅炉汽包、除氧器水箱等水位测量中厂锅炉汽包、除氧器水箱等水位测量中使用得最普遍的一种仪表。使用得最普遍的一种仪表。双室平衡容器双室平衡容器 按力学原理，当汽包水位为任意值时，按力学原理，当汽包水位为任意值时，平衡容器的输出差压平衡容器的输出差压P P为：为：结论：结论：L L为定值，为定值，w w、s s、1 1近似不变，所近似不变，所以汽包水位以汽包水位H H和平衡容器输出的差压和平衡容器输出的差压P P成比成比例关系：水位愈高，差压愈小；水位愈低，例关系：水位愈高，差压愈小；水位愈低，差压愈大。用差压计测出差压愈大。用差压计测出P P值，就可知道值，就可知道水位的高低。水位的高低。当汽包水位为零水位时，平衡容器的当汽包水位为零水位时，平衡容器的输出差压输出差压P P为：为：式（式（1 1）减去（）减去（2 2）并令偏差水位）并令偏差水位H=H-HH=H-H0 0，即得即得 负压室上部是蒸汽，下部是凝结水，并且负压室上部是蒸汽，下部是凝结水，并且负压室上部是蒸汽，下部是凝结水，并且负压室上部是蒸汽，下部是凝结水，并且有凝结水不断地返回汽包。上部的蒸汽不断凝有凝结水不断地返回汽包。上部的蒸汽不断凝有凝结水不断地返回汽包。上部的蒸汽不断凝有凝结水不断地返回汽包。上部的蒸汽不断凝结，放出潜热，加热管外的凝结水，使凝结水结，放出潜热，加热管外的凝结水，使凝结水结，放出潜热，加热管外的凝结水，使凝结水结，放出潜热，加热管外的凝结水，使凝结水趋于饱和温度。负压管下半部分内、外都是凝趋于饱和温度。负压管下半部分内、外都是凝趋于饱和温度。负压管下半部分内、外都是凝趋于饱和温度。负压管下半部分内、外都是凝结水，它们之间的热交换性能较差。因而这种结水，它们之间的热交换性能较差。因而这种结水，它们之间的热交换性能较差。因而这种结水，它们之间的热交换性能较差。因而这种转换装置的正压室水温是上高下低，即使汽包转换装置的正压室水温是上高下低，即使汽包转换装置的正压室水温是上高下低，即使汽包转换装置的正压室水温是上高下低，即使汽包压力不变，当水位变化时，对正压室的平均水压力不变，当水位变化时，对正压室的平均水压力不变，当水位变化时，对正压室的平均水压力不变，当水位变化时，对正压室的平均水温影响很大。水位上升，正压室平均水温下降；温影响很大。水位上升，正压室平均水温下降；温影响很大。水位上升，正压室平均水温下降；温影响很大。水位上升，正压室平均水温下降；水位下降，正压室平均水温上升。正压室平均水位下降，正压室平均水温上升。正压室平均水位下降，正压室平均水温上升。正压室平均水位下降，正压室平均水温上升。正压室平均水温还与汽包压力有关，汽包压力越高，正压水温还与汽包压力有关，汽包压力越高，正压水温还与汽包压力有关，汽包压力越高，正压水温还与汽包压力有关，汽包压力越高，正压室平均水温也越高。一般情况下，正压室水的室平均水温也越高。一般情况下，正压室水的室平均水温也越高。一般情况下，正压室水的室平均水温也越高。一般情况下，正压室水的平均温度都低于汽包内的饱和温度。平均温度都低于汽包内的饱和温度。平均温度都低于汽包内的饱和温度。平均温度都低于汽包内的饱和温度。影响正压室平均水温的因素：影响正压室平均水温的因素：影响正压室平均水温的因素：影响正压室平均水温的因素：智能水位计ZNS-2智能水位计智能水位计-+PP+P-差差 压压压压 力力温温度度sw1工作原理：工作原理：智能水位计测量系统的原理结构如图所智能水位计测量系统的原理结构如图所示。水位差压信号和汽包压力信号经输示。水位差压信号和汽包压力信号经输入电路转换成相应的电压信号，送入入电路转换成相应的电压信号，送入80988098单片机的输入端，由单片机的输入端，由A/DA/D转换器将其转换器将其转换成数字信号，参与补偿运算，计算转换成数字信号，参与补偿运算，计算结果输出至数码管和光柱进行显示，同结果输出至数码管和光柱进行显示，同时，由单片机输出时，由单片机输出420mA420mA直流电流信号，直流电流信号，供记录仪和调节器使用。供记录仪和调节器使用。仪表特征仪表特征：智能水位计能在汽包压力的全量程智能水位计能在汽包压力的全量程范围内对密度进行补偿，是一种高稳定范围内对密度进行补偿，是一种高稳定性、高准确度、小型化、功能全的智能性、高准确度、小型化、功能全的智能水位计。水位计。转速测量仪表转速测量仪表工作原理工作原理工作原理工作原理 电子计数式转速表由转速传感器和数字显电子计数式转速表由转速传感器和数字显电子计数式转速表由转速传感器和数字显电子计数式转速表由转速传感器和数字显示两部分组成。示两部分组成。示两部分组成。示两部分组成。转速传感器的作用转速传感器的作用转速传感器的作用转速传感器的作用 是把被测旋转体的转是把被测旋转体的转是把被测旋转体的转是把被测旋转体的转速变换为电信号，供数字显示仪表计数，显示速变换为电信号，供数字显示仪表计数，显示速变换为电信号，供数字显示仪表计数，显示速变换为电信号，供数字显示仪表计数，显示转速值。转速值。转速值。转速值。数字显示仪的作用数字显示仪的作用数字显示仪的作用数字显示仪的作用 是接受传感器输出的是接受传感器输出的是接受传感器输出的是接受传感器输出的电信号，并作相应的处理后显示被测转速。电信号，并作相应的处理后显示被测转速。电信号，并作相应的处理后显示被测转速。电信号，并作相应的处理后显示被测转速。用电子计数式转速器测量转速时，对高、用电子计数式转速器测量转速时，对高、用电子计数式转速器测量转速时，对高、用电子计数式转速器测量转速时，对高、中转速通常采用测频中转速通常采用测频中转速通常采用测频中转速通常采用测频 法，对低转速采用测周法，对低转速采用测周法，对低转速采用测周法，对低转速采用测周法。法。法。法。1 1 1 1、测频法原理、测频法原理、测频法原理、测频法原理所谓测频法就是测量电信号频率的方法，即测所谓测频法就是测量电信号频率的方法，即测所谓测频法就是测量电信号频率的方法，即测所谓测频法就是测量电信号频率的方法，即测量某电信号单位时间内的脉冲数。量某电信号单位时间内的脉冲数。量某电信号单位时间内的脉冲数。量某电信号单位时间内的脉冲数。2 2 2 2、测周法、测周法、测周法、测周法测周法即用时标填充的方法测量某一旋转信号测周法即用时标填充的方法测量某一旋转信号测周法即用时标填充的方法测量某一旋转信号测周法即用时标填充的方法测量某一旋转信号的时间间隔，就是定角测时的方法。的时间间隔，就是定角测时的方法。的时间间隔，就是定角测时的方法。的时间间隔，就是定角测时的方法。节流式流量计节流式流量计标准节流装置的组成标准节流装置的组成工作原理工作原理流量公式流量公式开方器为什么采用小信号切除电路开方器为什么采用小信号切除电路节流式流量计流量公式的应用流量公式的应用流量测量流量测量工作原理工作原理节流式流量计的工作原理，是在管道内装入节流式流量计的工作原理，是在管道内装入节流件，流体流过节流件时流束被收缩，于节流件，流体流过节流件时流束被收缩，于是在节流件前后产生差压。对于一定型式和是在节流件前后产生差压。对于一定型式和尺寸的节流件，一定的取压位置和前后直管尺寸的节流件，一定的取压位置和前后直管段情况以及流体参数条件下，节流件前后产段情况以及流体参数条件下，节流件前后产生的差压（生的差压（P=P+-P-）随被测流量随被测流量qm变变化而变化，两者之间具有确定的关系。因此，化而变化，两者之间具有确定的关系。因此，可通过测量节流件前后的差压来推知流量。可通过测量节流件前后的差压来推知流量。节流式流量计节流式流量计质量流量公式质量流量公式使用标准节流装置时，流体的性质和状态必须满足下列条件：流体必须充满管道和节流装置，并连续地流经管道流体必须是牛顿流体，即在物理上和热力学上是均匀的、单相的，或者可以认为是单相的，包括混合气体，溶液和分散性粒子小于o1m的胶体流体在流经节流件以前，流束是平行于管道轴线的无旋流其中：C流出系数直径比P压差降可膨胀系数对于液体=1；对气体、蒸气等可压缩流体1d工作状况下节流件的等效开孔直径质量流量公式的应用质量流量公式的应用 1.差压计刻度流量的估算差压计刻度流量的估算 由流量公式，可以估算差压计在不由流量公式，可以估算差压计在不同差压下相应的流过节流装置的流量。同差压下相应的流过节流装置的流量。这一关系在实用中被用来校验差压计或这一关系在实用中被用来校验差压计或对差压计进行流量分度的标定（刻画）。对差压计进行流量分度的标定（刻画）。当测得节流装置的任意差压当测得节流装置的任意差压当测得节流装置的任意差压当测得节流装置的任意差压p px x时，其相应流量时，其相应流量时，其相应流量时，其相应流量q qx x可用流量公式推导得到下式可用流量公式推导得到下式可用流量公式推导得到下式可用流量公式推导得到下式式中式中式中式中 q qmm节流装置设计中得知的已知点流量，节流装置设计中得知的已知点流量，节流装置设计中得知的已知点流量，节流装置设计中得知的已知点流量，kg/skg/s；pmpm相应已知点相应已知点相应已知点相应已知点q qmm下的下的下的下的差压，差压，差压，差压，PaPa。2.2.运行参数变化时，读数流量的密度修正运行参数变化时，读数流量的密度修正运行参数变化时，读数流量的密度修正运行参数变化时，读数流量的密度修正 被测流体的工作压力和温度满足设计工况时，差被测流体的工作压力和温度满足设计工况时，差被测流体的工作压力和温度满足设计工况时，差被测流体的工作压力和温度满足设计工况时，差压计的指示流量即等于管道内实际流量。如当实际运压计的指示流量即等于管道内实际流量。如当实际运压计的指示流量即等于管道内实际流量。如当实际运压计的指示流量即等于管道内实际流量。如当实际运行压力和温度偏离设计工况压力和温度时，如只考虑行压力和温度偏离设计工况压力和温度时，如只考虑行压力和温度偏离设计工况压力和温度时，如只考虑行压力和温度偏离设计工况压力和温度时，如只考虑流体密度变化影响，上式推导得到下式流体密度变化影响，上式推导得到下式流体密度变化影响，上式推导得到下式流体密度变化影响，上式推导得到下式式中式中 1、1 被测流体密度的设计值和实际值被测流体密度的设计值和实际值；qm、qm 被测流体的质量流量的设计值和实际值被测流体的质量流量的设计值和实际值。在线运行流量计为实现密度补偿，通常可使用回归在线运行流量计为实现密度补偿，通常可使用回归在线运行流量计为实现密度补偿，通常可使用回归在线运行流量计为实现密度补偿，通常可使用回归分析得到的蒸汽密度分析得到的蒸汽密度分析得到的蒸汽密度分析得到的蒸汽密度 的计算式进行自动补偿。例如可用的计算式进行自动补偿。例如可用的计算式进行自动补偿。例如可用的计算式进行自动补偿。例如可用下列式子（下列式子（下列式子（下列式子（p1=80160barp1=80160bar，t=400750t=400750）计算：计算：计算：计算：节流式流量计节流式流量计节流测量的原理节流测量的原理充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。可依据压差来衡量流量的大小。qv流体的体积流量C流出系数被测介质的可膨胀性系数直径比=dDd工作状况下节流件的等效开孔直径P差压，P=P1-P21工作状况下，节流件（前）上游处流体的密度节流式流量计节流式流量计开方器为什么采用小信号切除电路开方器为什么采用小信号切除电路由于开方器的运算关系特点，输入不同的由于开方器的运算关系特点，输入不同的Ii,，则输出则输出I0变变化率亦即放大倍数也是不同的，输入信号越小，放大倍数化率亦即放大倍数也是不同的，输入信号越小，放大倍数越大，输入信号趋于零时则放大倍数趋于无穷大。因此开越大，输入信号趋于零时则放大倍数趋于无穷大。因此开方器输入信号越小，其输出误差就越大。当开方器方器输入信号越小，其输出误差就越大。当开方器Ii 0.1mA时，时，I0 0.32mA,在这样小的信号之下在这样小的信号之下,DDZ-II型线型线路难以保证运算准确度。同时在小流量测量时，由于静压路难以保证运算准确度。同时在小流量测量时，由于静压波动或差压变送器输出的微小波动都会导致输出产生较大波动或差压变送器输出的微小波动都会导致输出产生较大的误差。因此采用小信号切除电路，使的误差。因此采用小信号切除电路，使Ii小于小于0.32mA时把时把输出端短接，停止输出电流，也不影响大信号的输入。输出端短接，停止输出电流，也不影响大信号的输入。流量测量流量测量组成组成超声波流量计超声波流量计测量原理测量原理超声波流量计流量测量流量测量组成组成超声波流量计主要由换能器和转换超声波流量计主要由换能器和转换器组成，换能器和转换器之间由电器组成，换能器和转换器之间由电缆和接线盒连接，夹装式换能器需缆和接线盒连接，夹装式换能器需配用安装夹具和耦合剂。配用安装夹具和耦合剂。超声波流量计超声波流量计流量测量流量测量超声波流量计超声波流量计测量原理测量原理超声波流量计利用超声波超声波流量计利用超声波测量流体的流速来测量流测量流体的流速来测量流量。量。流量测量流量测量超声波流量计超声波流量计测量方法测量方法传播速度差法、相位差法、传播速度差法、相位差法、时间差法、声循环法、射时间差法、声循环法、射束位移法、多普勒法、听束位移法、多普勒法、听音法。音法。声循环法的原理声循环法的原理c+c-T1R1R2T2L超声波声循环法原理图超声波声循环法原理图测量原理测量原理 设声波在静止流体中的传播设声波在静止流体中的传播速度为速度为c c，流体的速度为流体的速度为v v，传播传播距离为距离为L，如图所示。当换能器如图所示。当换能器T1、T2发出声波时，经发出声波时，经t1、t2时间时间后接受器后接受器R1、R2分别接受到声波，分别接受到声波，并存在如下关系：并存在如下关系：首先从发生器首先从发生器T T1 1发射超声波信号，装在顺发射超声波信号，装在顺流方向的接受器流方向的接受器R R1 1接受这个信号。放大器把这接受这个信号。放大器把这个信号进行放大。放大器的输出信号加到发生个信号进行放大。放大器的输出信号加到发生器器T T2 2，从，从T T2 2再次发射出超声波信号。以后重复进再次发射出超声波信号。以后重复进行，重复的频率（声循环频率）行，重复的频率（声循环频率）f f1 1为：为：其次，在逆流方向上其次，在逆流方向上T2-R2之间，可得到声循环频率之间，可得到声循环频率f2从而得到两个声循环频率之差：从而得到两个声循环频率之差：由于上式中不含声速由于上式中不含声速c c，因此流体因此流体的速度可以与声速无关。的速度可以与声速无关。氧化锆氧量计氧化锆氧量计氧化镐氧量计由传感器氧化镐氧量计由传感器(氧化镐探头氧化镐探头)和变送显示器组成。和变送显示器组成。氧化镐氧量计安装方式分为抽出式氧化镐氧量计安装方式分为抽出式和直插式。抽出式是通过取样装置和直插式。抽出式是通过取样装置,将烟气抽出经过预处理后再用氧化将烟气抽出经过预处理后再用氧化镐测氧。直插式是将氧化镐探头直镐测氧。直插式是将氧化镐探头直接插入高温烟道或旁路烟道。接插入高温烟道或旁路烟道。氧化镐氧量计氧量测量氧量测量氧化锆氧量计的工作原理氧化锆氧量计的工作原理在在在在空气侧的铂电极上，空气中的氧分子从铂电空气侧的铂电极上，空气中的氧分子从铂电空气侧的铂电极上，空气中的氧分子从铂电空气侧的铂电极上，空气中的氧分子从铂电极上夺走极上夺走极上夺走极上夺走4 4个电子成为带负电的氧离子，即个电子成为带负电的氧离子，即个电子成为带负电的氧离子，即个电子成为带负电的氧离子，即 OO2 2+4e 2O+4e 2O2-2-铂电极由于失去电子而带正电，空气侧的铂电铂电极由于失去电子而带正电，空气侧的铂电铂电极由于失去电子而带正电，空气侧的铂电铂电极由于失去电子而带正电，空气侧的铂电极成为正极板。极成为正极板。极成为正极板。极成为正极板。带负电的氧离子受到氧化镐中带正电氧离子空带负电的氧离子受到氧化镐中带正电氧离子空穴的吸引，迅速地从含氧浓度高的空气侧迁移穴的吸引，迅速地从含氧浓度高的空气侧迁移到含氧浓度较低烟气侧。在烟气侧氧离子到含氧浓度较低烟气侧。在烟气侧氧离子O2-放放出电子被还原成氧分子，即出电子被还原成氧分子，即 2o2-4e O2烟气侧的铂电极由于得到电子而带负电，成为烟气侧的铂电极由于得到电子而带负电，成为负极板。于是，正负电极间产生了电位差负极板。于是，正负电极间产生了电位差Eo2。这种由于氧化镐两侧的氧浓度不同所形成这种由于氧化镐两侧的氧浓度不同所形成的电势称为氧浓差电势。计算氧浓差电势的公的电势称为氧浓差电势。计算氧浓差电势的公式为式为1 被测烟气中的氧浓度；被测烟气中的氧浓度；2 空气中的氧浓度，空气中的氧浓度，2=20.8%；式中式中 R/nF=K=0.0496T 工作温度，绝对温度工作温度，绝对温度K。结论：结论：当当T、Pk、K一定时，氧浓差电势一定时，氧浓差电势只取决于只取决于P的数值，测出氧浓差电势，就的数值，测出氧浓差电势，就可知道被测气体的氧浓度。可知道被测气体的氧浓度。当温度当温度T改变时，即使氧浓度不变，改变时，即使氧浓度不变，输出的氧浓差电势也要改变，所以现在输出的氧浓差电势也要改变，所以现在使用的。氧化镐氧量计均装有恒温装置，使用的。氧化镐氧量计均装有恒温装置，使镐头工作在恒定温度下，以保证测量使镐头工作在恒定温度下，以保证测量准确度。为提高测量灵敏度，氧化镐管准确度。为提高测量灵敏度，氧化镐管的工作温度在的工作温度在800左右。左右。数字显示仪表与不同的传感器数字显示仪表与不同的传感器（变送器）配合，可以对压力、温度、（变送器）配合，可以对压力、温度、流量、物位、转速等参数进行测量并流量、物位、转速等参数进行测量并以数字形式显示被测结果，故称为数以数字形式显示被测结果，故称为数字显示仪表。字显示仪表。数字显示仪表数字显示仪表数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表的分类和组成数字显示仪表的分类和组成数字显示仪表的分类数字显示仪表的分类按按输入信号的形式分：输入信号的形式分：电压型（电压型（电压或电流电压或电流）频率型（频率型（频率频率）按按仪表具有的功能分：仪表具有的功能分：数字显示仪数字显示仪数字显示报警仪数字显示报警仪数字显示记录仪数字显示记录仪数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表的组成及工作原理数字显示仪表的组成及工作原理 在热工测量过程中，通常都是将在热工测量过程中，通常都是将压力、温度、流量、等非电量经变送压力、温度、流量、等非电量经变送器变换成相应的电量，因此数字显示器变换成相应的电量，因此数字显示仪表一般都以电压信号作为输入量的。仪表一般都以电压信号作为输入量的。数字显示仪表实际上都是以数字电压数字显示仪表实际上都是以数字电压表为主组成的仪表。表为主组成的仪表。数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识 数字显示仪表通常由前置放大，数字显示仪表通常由前置放大，模模/数（数（A/D）转换、非线性补偿、转换、非线性补偿、标度变换及计数显示等五部分组标度变换及计数显示等五部分组成。成。被测被测参数参数变送器变送器前置前置放大放大非线性非线性补偿补偿标度标度变换变换A/D转换转换计数计数显示显示（a）模拟非线性补偿模拟非线性补偿数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表组成框图数字显示仪表组成框图特点：特点：被测量在模拟信号时就以被线性化了，其被测量在模拟信号时就以被线性化了，其测量准确性较低，优点是可以直接输出线性化了测量准确性较低，优点是可以直接输出线性化了的模拟信号。的模拟信号。被测被测参数参数变送器变送器前置前置放大放大 非线性模非线性模/数数（A/D）转换转换标度标度变换变换计数计数显示显示（b）非线性模非线性模/数变换补偿数变换补偿数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识数字显示仪表组成框图数字显示仪表组成框图特点：特点：利用非线性的模利用非线性的模/数变换电路，在完成模数变换电路，在完成模/数变换的同时也完成了线性化了，因而结构简单、数变换的同时也完成了线性化了，因而结构简单、准确度高，缺点是只能适用于测量特定的模拟量。准确度高，缺点是只能适用于测量特定的模拟量。数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识模模/数（数（A/DA/D）转换转换 模数转换部分是数字显示仪表的重模数转换部分是数字显示仪表的重要组成部分。其功能是使连续变化的模要组成部分。其功能是使连续变化的模拟量转换成与其成比例的数字量，以便拟量转换成与其成比例的数字量，以便进行数字显示。在实际测量中经常是先进行数字显示。在实际测量中经常是先把非电量转换成电压；然后再由电压转把非电量转换成电压；然后再由电压转换成数字信号，即换成数字信号，即A/DA/D转换。转换。数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识双积分型双积分型A/DA/D转换电路转换电路 1 1 双积分双积分A/DA/D转换器的基本原理，是将转换器的基本原理，是将一段时间内的模拟量电压值通过俩次积一段时间内的模拟量电压值通过俩次积分变换成与其平均值成正比的时间间隔，分变换成与其平均值成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，从而得到数字量。（间接法）间隔，从而得到数字量。（间接法）数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识逐次比较电压反馈编码型逐次比较电压反馈编码型 2 2 这种这种A/DA/D转换器的基本原理，是用一转换器的基本原理，是用一套标准电压与被测电压进行比较并不断套标准电压与被测电压进行比较并不断逼近，最后达到一致。标准电压值的大逼近，最后达到一致。标准电压值的大小就表示了被测电压的大小。将这一与小就表示了被测电压的大小。将这一与被测电压相平衡的标准电压以二进制形被测电压相平衡的标准电压以二进制形式输出，就实现了模式输出，就实现了模/数转换过程。（直数转换过程。（直接法）接法）数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识非线性补偿及标度变换非线性补偿及标度变换 数字显示仪表的非线性补偿，是指将被测数字显示仪表的非线性补偿，是指将被测参数从模拟量转换到数字显示这一过程中，如参数从模拟量转换到数字显示这一过程中，如何用显示值和输入信号之间所具有的一定规律何用显示值和输入信号之间所具有的一定规律的非线性关系，来补偿输入信号和被测参数之的非线性关系，来补偿输入信号和被测参数之间的非线性关系，从而使显示值和被测参数之间的非线性关系，从而使显示值和被测参数之间呈线性关系。间呈线性关系。目前其常用的方法有目前其常用的方法有非线性补非线性补偿法偿法和和数字式非线性补偿法数字式非线性补偿法。非线性补偿法非线性补偿法数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识非线性模非线性模/数转换补偿法数转换补偿法 非线性模非线性模/数转换补偿法，是在模拟量转换数转换补偿法，是在模拟量转换成数字量的过程中完成非线性补偿的。成数字量的过程中完成非线性补偿的。数字式非线性补偿法数字式非线性补偿法 数字式非线性补偿法，是让参数经模数字式非线性补偿法，是让参数经模/数转数转换后再进入线性补偿环节，在数字环节中实现换后再进入线性补偿环节，在数字环节中实现近似线性补偿。近似线性补偿。数字显示仪表基本知识数字显示仪表基本知识 测量值与工程值之间往往存在一定的比测量值与工程值之间往往存在一定的比例关系。因此，测量值必须乘上某一常数，才例关系。因此，测量值必须乘上某一常数，才能转换成数字显示仪表所能直接显示的工程值，能转换成数字显示仪表所能直接显示的工程值，这一过程就是标度变换。这一过程就是标度变换。智能仪表，是指以单片微型计算机为核智能仪表，是指以单片微型计算机为核心的仪表。为了与传统的仪表相区别，人们心的仪表。为了与传统的仪表相区别，人们习惯上把这类仪表称为智能仪表。习惯上把这类仪表称为智能仪表。智能仪表的典型结构如图所示。它是智能仪表的典型结构如图所示。它是以微型计算机为核心的具有总线联接结构以微型计算机为核心的具有总线联接结构的新型仪表。的新型仪表。智能仪表基本知识智能仪表基本知识智能仪表基本知识智能仪表基本知识CPU接口电路接口电路总线系统总线系统ROMRAM命令命令（开关、键盘）（开关、键盘）通信通信显示、记录显示、记录D/A模拟模拟输出输出传变传变感换感换器器器器量量程程转转换换放放大大A/D被测被测对象对象智能型仪表的典型结构智能型仪表的典型结构智能仪表硬件和软件的基本组成部分智能仪表硬件和软件的基本组成部分 智能仪表的硬件部分包括：主机智能仪表的硬件部分包括：主机电路、过程输入输出通道、人机联系电路、过程输入输出通道、人机联系部件和接口电路以及串行或并行数据部件和接口电路以及串行或并行数据通信接口等。通信接口等。智能仪表的软件包括监控程序、智能仪表的软件包括监控程序、中断处理程序以及实现各种算法的功中断处理程序以及实现各种算法的功能模块。能模块。智能仪表基本知识智能仪表基本知识 用户通过开关和键盘向微处理器用户通过开关和键盘向微处理器（CPU）发出各种操作命令。计算机执行预发出各种操作命令。计算机执行预先存入先存入ROM中的应用程序。在应用程序的控中的应用程序。在应用程序的控制下，被测量被转换成相应的数字量并存入制下，被测量被转换成相应的数字量并存入数据存储器数据存储器RAM中。然后，计算机对被测量中。然后，计算机对被测量进行各种运算和处理，并将中间结果或最后进行各种运算和处理，并将中间结果或最后结果输出显示和记录，自动地完成用户所希结果输出显示和记录，自动地完成用户所希望的测量任务。望的测量任务。