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,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,*,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,*,第七节 显示仪表,Section 7 indicating instrument,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 requirement,:,1.Work principle of auto electron potential difference meter,the effect of bridge circuit and resistance.,2.work principle 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),:,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 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、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,为高灵敏度的检流计。,4,、,E,t,为热电势,当,U,CB,E,t,时,检流计指针正方偏转;,U,CB,E,t,时,检流计指针反向偏转;,当,U,CB,=E,t,时,检流计无电流通过,,即,E,t,=U,CB,=IR,CB,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,:,R,2,,其阻值随温度升高而增加。,量程匹配,:,下限电阻,R,G,上限电阻,R,M,R,P,:,滑线电阻,冷端补偿电阻,R,2,下支路限流电阻,R,3,(2mA),上支路限流电阻,R,4,(4mA),电位差计测量桥路原理图,C,D,B,R,2,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,R,3,R,4,:,平衡电阻;,R,3,(R,t,0,+R,p,)=R,2,R,4,当被测温度为下限时,,R,t,有最小值,R,t0,,滑动触头应在,R,p,的左端,平衡条件为:,当被测温度升高后,平衡条件为:,R,3,(R,t0,+,R,t,+R,p,-r,1,)=R,2,(R,4,+r,1,),r,1,=R,3,/(R,2,+,R,3,),R,t,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机,再用可逆电机带动滑动触点以达到电桥平衡。,R,nP,=R,B,/(R,5,+r,5,),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,R,t,采用三线制接法,规定每根导线电阻是,2.5,。,R,P,为滑线电阻,,R,P,与,R,B,并联后的电阻值为,90,,,R,5,为量程电阻,,R,6,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,R,6,,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,R,5,,使滑动触点移到滑线电阻最右端。,R,4,为限流电阻,它决定了上支路电流的,I,1,大小。,热电阻的三线制连接:,热电阻,R,t,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,R,1,:,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,(connection),: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,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,matching 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 transfer 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。,用户通过计算机键盘、鼠标或触摸屏进行操作。,
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