仪表知识及仪表选型课件

北 京 安 控 科 技 发 展 有 限 公 司,Beijing Echo Technologies Development INC,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,*,常用仪表,1,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,常用仪表1卓 越 品 质 源 于 更 高 要,一、仪表信号类型,AI：模拟量输入（电流、电压信号）,AO：模拟量输出（电流、电压信号）,DI：数字量输入（开关量）,DO：数字量输出（开关量）,PI：脉冲量输入（频率信号）,PO：脉冲量输出（频率信号）,2,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,一、仪表信号类型AI：模拟量输入（电流、电压信号）2卓,1、AI量（模拟量输入）,与物理量值对应，如压力、液位、流量、温度等。,电流信号 420mA/020mA DC（直流信号）,电压信号 15V/05V DC（直流信号）,热电阻信号 RTD PT100等（相应标准、电阻变化）,热电偶信号 TC J、K、S、B等（相应标准、电动势）,电桥信号 压力传感器、负荷传感器、电位器等,（mV电压信号）,调理、变换、专用电路、模块、仪表,电流电压转换、250欧电阻转换、专用电路。,3,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,1、AI量（模拟量输入）调理、变换、专用电路、模块、仪表电流,信号变换原理,电流信号电压信号,15V,05V,420mA,020mA,F1,R2,R1,D1,C1,F1 100mA 可恢复保险（过流保护）,D1 瞬变管（过压保护）,R1 250,（变换电阻）,R2 10K,（滤波电阻）,C1 1f/50V（滤波电容）,4,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,信号变换原理电流信号电压信号 15V420,热电阻信号420mA,I,I,R,S1,R,S2,RTD,R,Vi,R,S1,、R,S2,导线电阻,R热电阻阻值,Vi=IR,S1,+IR+IR,S2,导线产生电压引入误差电压,二线接法,5,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,热电阻信号420mA IIRS1RS2RTDViRS1、,I,1,I,1,R,S1,R,S2,RTD,R,Vi,I,2,2I,I,2,三线接法,R,S1,、R,S2,导线电阻,R热电阻阻值,R,S1,R,S2,I,1,I,2,Vi=IR,S1,+I,1,R-I,2,R,S2,I,1,R,通过导线电压抵消消除导线引入的误差,6,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,I1I1RS1RS2RTDViI22II2三线接法 RS1、,四线接法,R,S1,R,S2,RTD,R,Vi,I,R,S1,、R,S2,导线电阻,R热电阻阻值,Vi=IR,输入阻抗很大，导线影响忽略,7,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,四线接法 RS1RS2RTDViIRS1、RS2 导线电阻7,R,V,V,I,420mA,RTD,电阻,电压转换,电压,电流转换,转换原理,8,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,RVVI420mARTD电阻电压转换电压电流转换转,TC,Vi,420mA,V,V,V,I,热电偶信号420mA,两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点温度不同时，则会在其回路内产生热电流（热电动势）。,与热电阻比较，热电偶测量范围宽，但线性差，需冷端补偿。,冷端补偿方法：电路补偿，软件补偿。,线性化：线性化电路，通过查分度表软件线性化。,补偿导线,9,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,TCVi420mAVVVI热电偶信号420mA 两,mV信号（电桥信号）420mA,激励,Vi,激励方法：,电压激励 恒呀压源，负荷传感器（10V）,电流激励 恒流源,差动输出：差动输出，高阻输入，一般为mV信号,5根接线：2激励，2信号，1屏蔽。,10,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,mV信号（电桥信号）420mA激励Vi激励方法：10卓,mV,V,V,I,420mA,Vi,转换原理,11,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,mVVVI420mAVi转换原理11卓 越 品,mV信号（电位器信号）420mA,mV,V,V,I,420mA,激励,信号,连续位移、角位移等,12,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,mV信号（电位器信号）420mA mVVVI420,2、AO量（模拟量输出）,用于信号输出、驱动、PID调节等,电流信号 420mA/020mA DC（直流信号）,电压信号 15V/05V DC（直流信号）,电流信号 负载电阻越大负载越重 1K,电压信号 负载电阻越小负载越重,13,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,2、AO量（模拟量输出）13卓 越 品 质 源 于,3、DI/DO量（数字量输入/输出）,与物理状态及控制状态对应。DI：如启停状态、开关状态、三通状态等。DO：如开关信号、报警信号、指示信号等。,触点信号 继电器,电平信号 +24V、+12V、+5V等,集电极开路输出，FET,触点信号,电平信号,电平信号,模块,+V,CC,（24V）,继电器,DO,DI,14,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,3、DI/DO量（数字量输入/输出）电平信号模块+VCC（2,集电极开路输出 FET,Vi,DI/DO,Vcc,R,Vcc 外接电源,R 上拉电阻,输出管截止 DO高 1,输出管饱和 DO低 0,可变电平输出，驱动大负载,Vcc,J,Vi,Vcc 外接电源,J 继电器,驱动继电器,15,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,集电极开路输出,4、PI/PO量（脉冲量输入/输出）,与物理量的瞬时值或累积值对应，信号类型与DI/DO类似。,脉冲信号-与累积值对应。,频率信号-与瞬时值对应。,脉冲信号,脉冲当量-单位脉冲对应的累积值。如流量：/脉冲、m,3,/8000脉冲,累积值=脉冲数脉冲当量 （m,3,）,瞬时值=脉冲数脉冲当量/测量时间（s）3600 （m,3,/h）,此类信号测量累积值方便，测量瞬时值困难。,若脉冲频率较小时，应通过测量脉冲周期测量瞬时值。若脉冲频率较大时，可通过测量单位时间脉冲数测量瞬时值。,频率信号,瞬时值与频率值成正比，如：030 m,3,/h 对应 05000Hz,此类信号测量瞬时值方便，测量累积值困难。测量累积值要有精确定时。,16,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,4、PI/PO量（脉冲量输入/输出）16卓 越 品 质,5、累积测量时的一般问题,精确定时问题，始动量问题，余量累积问题。,精确定时问题,当通过瞬时值计算累积值时，存在精确定时问题。,Q=Q 逐次累加,Q=V T,Q总累积 Q时间分段累积 V瞬时值 T分段时间,T 需精确定时，否则将产生较大误差。在编程时需考虑此问题。,始动量量问题,当通过瞬时值计算累积值时，存在始动量问题。,由于瞬时量有波动（干扰），造成无流量时仍有累积，因此需要有一始动量，当瞬时值小于此值时不累积。,17,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,5、累积测量时的一般问题17卓 越 品 质 源 于,余量累积问题,每次进行累积计算时，由于累积精度问题，可能使较小的部分累积不上，造成累积误差。,Q#.#Q,#.#,#,每次应把上次余量累加到本次Q上，再累加有效部分。,余量,累积部分,18,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,余量累积问题余量累积部分18卓 越 品 质 源 于,6、仪表接线,二线制、三线制、四线制。,仪表,二线制,420mA,24V,250欧,420mA,250欧,24V,仪,表,三线制,220V,仪,表,四线制,250欧,420mA,19,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,6、仪表接线仪表二线制420mA24V250欧420mA,二、仪表类型,仪表=传感器+变送器（带显示或不带显示）,常用仪表,压力仪表：绝压、表压、差压，应变、扩散硅、陶瓷、电容、谐振。,温度仪表：热电阻（PT10、PT100等）、热电偶（J、K、S、B等）。,液位仪表：压力、可变电阻、电容、超声波、雷达。,流量仪表：电磁、超声波、涡街、旋进旋涡、涡轮、质量等。,电压、电流、功率等。,20,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,二、仪表类型仪表=传感器+变送器（带显示或不带显示）,压力仪表,绝压、表压、差压，应变、扩散硅、陶瓷、电容、谐振。,原理、特点、应用,温度仪表,热电阻（PT10、PT100等）、热电偶（J、K、S、B等）。,原理、特点、应用,液位仪表,压力、可变电阻、电容、超声波、雷达。,原理、特点、应用,流量仪表,电磁、超声波、涡街、旋进旋涡、涡轮、质量等。,原理、特点、应用,电压、电流、功率仪表,原理、特点、应用,21,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,压力仪表21卓 越 品 质 源 于 更 高,三、仪表选型,选型步骤,确定检测物理量、特性、技术指标要求,确定仪表类型，查找生产厂家，查阅选型手册,确定参数指标（测量范围、精度、防爆等级、防护等级、材料等）,确定安装方式,填写选型表,选型举例,压力仪表,流量仪表,22,卓 越 品 质 源 于 更 高 要 求,三、仪表选型选型步骤22卓 越 品 质 源,