化工儀表及自動化第4章ppt課件

1、化工儀表及自動化化工儀表及自動化第四章第四章 顯示儀表顯示儀表 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 概述概述n 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表n 自動電子電位差計自動電子電位差計n 自動電子平衡電橋自動電子平衡電橋n 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表n 數(shù)字式顯示儀表的特點(diǎn)及分類數(shù)字式顯示儀表的特點(diǎn)及分類n 數(shù)字式顯示儀表的根本組成數(shù)字式顯示儀表的根本組成n 新型顯示儀表新型顯示儀表n 無筆、無紙記錄儀無筆、無紙記錄儀n 虛擬顯示儀表虛擬顯示儀表1概述概述 顯示儀表普通都裝在控制室的儀表盤上。它和各種丈量元件或變送單元配套顯示儀表普通都裝在控制室的儀表盤上。它和各種丈量元件或變送單元配套運(yùn)用；又能與控制單元配套運(yùn)用

2、，運(yùn)用；又能與控制單元配套運(yùn)用， 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表數(shù)字顯示儀表數(shù)字顯示儀表屏幕顯示儀表屏幕顯示儀表2第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表n 一、自動電子電位差計 根據(jù)平衡法將被測電勢與知的規(guī)范電勢相比較，當(dāng)兩者的差值為根據(jù)平衡法將被測電勢與知的規(guī)范電勢相比較，當(dāng)兩者的差值為零時，被測電勢就等于知的規(guī)范電勢。零時，被測電勢就等于知的規(guī)范電勢。 圖4-1 電壓平衡原理圖CBCBIRU0檢條件：IUECBt丈量時，可調(diào)理滑動觸點(diǎn)C的位置，使同時有3第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表4根據(jù)這種電壓平衡原理來進(jìn)展任務(wù)。 用可逆電動機(jī)及一套機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)替代了人手進(jìn)用可逆電動機(jī)及一

3、套機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)替代了人手進(jìn)展電壓平衡操作；展電壓平衡操作； 用放大器替代了檢流計來檢測不平衡電壓并控制用放大器替代了檢流計來檢測不平衡電壓并控制可逆電機(jī)的任務(wù)?？赡骐姍C(jī)的任務(wù)。 圖4-2 電子電位差計原理圖 電子電位差計既堅持了手動電位電子電位差計既堅持了手動電位差計丈量精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且無須用差計丈量精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且無須用手去調(diào)理就能自動指示和記錄被測溫手去調(diào)理就能自動指示和記錄被測溫度值。度值。 結(jié)論結(jié)論第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表5圖4-3 電位差計丈量橋路原理圖圖4-2 電子電位差計原理圖1冷端溫度補(bǔ)償問題舉例舉例第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表 假設(shè)把假設(shè)把

4、R R做成隨溫度變化的電阻，且在溫度從做成隨溫度變化的電阻，且在溫度從00升高到升高到2525時，其阻值變化量時，其阻值變化量R2R20.50.5，這時，電阻這時，電阻R2R2上的電壓降上的電壓降UDBUDB也增大，也增大，UDBUDBR2I2R2I21mV1mV。為了一致規(guī)格，上支路的電流規(guī)定為。為了一致規(guī)格，上支路的電流規(guī)定為4mA4mA或或2mA2mA，下支路電流規(guī)定，下支路電流規(guī)定2mA2mA或或1mA1mA。由于丈量橋路的補(bǔ)償電壓。由于丈量橋路的補(bǔ)償電壓UCDUCDUCBUCBUDBUDB，如今，如今UDBUDB添添加了加了1mV1mV，那么，那么UCDUCD就會減少就會減少1mV1

5、mV，此時滑動觸點(diǎn)，此時滑動觸點(diǎn)C C的平衡位置不需變化。由于的平衡位置不需變化。由于UCDUCD的變化與熱電勢的變的變化與熱電勢的變化相等，故能起到溫度補(bǔ)償作用，使儀表的指示值根本不受冷端溫度變化的影響?；嗟?，故能起到溫度補(bǔ)償作用，使儀表的指示值根本不受冷端溫度變化的影響。 6第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表72量程匹配問題圖4-4 XW系列電位差計丈量橋路原理圖R2冷端補(bǔ)償銅電阻；RM量程電阻；RB工藝電阻；RP滑線電阻；R4終端電阻限流電阻；R3限流電阻；RG始端電阻；E穩(wěn)壓電源1V；I1上支路電流4mA；I2下支路電流2mAR2銅電阻裝在儀表后接線板上銅電阻裝在儀表后接線板

6、上以使其和熱電偶冷端處于同一溫度。以使其和熱電偶冷端處于同一溫度。下支路限流電阻R3 它與R2配合，保證了下支路回路的任務(wù)電流為2mA。 上支路限流電阻R4 把上支路的任務(wù)電流限定在4mA?；€電阻RP 儀表的示值誤差、記錄誤差、變差、靈敏度以及儀表運(yùn)轉(zhuǎn)的平滑性等都和滑線電阻的優(yōu)劣有關(guān)。 量程電阻RM 決議儀表量程大小的電阻。始端下限電阻RG 大小取決于丈量下限的高低。第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表8丈量橋路放大器可逆電機(jī)指示機(jī)構(gòu)記錄機(jī)構(gòu) 圖圖4-5 電子電位差計方框原理圖電子電位差計方框原理圖第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表n 二、自動電子平衡電橋9利用平衡電橋來丈量熱

7、電阻變化。利用平衡電橋來丈量熱電阻變化。圖4-6 平衡電橋 當(dāng)被測溫度為下限時，當(dāng)被測溫度為下限時，RtRt有最小值有最小值Rt0Rt0，滑動，滑動觸點(diǎn)應(yīng)在觸點(diǎn)應(yīng)在RPRP的左端，此時電橋的平衡條件是的左端，此時電橋的平衡條件是4230RRRRRPt4-3第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表 滑動觸點(diǎn)滑動觸點(diǎn)B B的位置就可以反映電阻的變化，亦即反映了溫度的變的位置就可以反映電阻的變化，亦即反映了溫度的變化。并且可以看到觸點(diǎn)的位移與熱電阻的增量呈線性關(guān)系?；２⑶铱梢钥吹接|點(diǎn)的位移與熱電阻的增量呈線性關(guān)系。 結(jié)論結(jié)論142130rRRrRRRRPttttRRRRrrRRrRR323112

8、313當(dāng)被測溫度升高后的平衡條件是4-4用式4-4減式4-3，那么得4-510第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表11圖4-7 自動平衡電橋構(gòu)造原理圖圖4-8 自動電子平衡電橋方框圖 為了準(zhǔn)確地指示出被測溫度的數(shù)值，將熱電阻的銜接采用三線制接法，并加為了準(zhǔn)確地指示出被測溫度的數(shù)值，將熱電阻的銜接采用三線制接法，并加外接調(diào)整電阻。外接調(diào)整電阻。 第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表12與這兩種儀表配套的測溫元件熱電偶、熱電阻在外形構(gòu)造上非常類似。儀表的外形及其組成：如放大器、可逆電機(jī)、同步電機(jī)及指示記錄部分都是完全一樣的。 第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表它們的輸入信號不同

9、。兩者的作用原理不同。當(dāng)用熱電偶配電子電位差計測溫時，其丈量橋路需求思索熱電偶冷端溫度的自動補(bǔ)償問題；而用熱電阻配電子平衡電橋測溫時，那么不存在這個問題。測溫元件與丈量橋路的銜接方式不同。 13第一節(jié)第一節(jié) 模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表 采用靈敏度較高的磁電系丈量機(jī)構(gòu)將被測信號轉(zhuǎn)換為指針的角位移，本質(zhì)上是一采用靈敏度較高的磁電系丈量機(jī)構(gòu)將被測信號轉(zhuǎn)換為指針的角位移，本質(zhì)上是一種利用偏向法丈量電流的儀表。種利用偏向法丈量電流的儀表。 將輸入信號經(jīng)過由許多發(fā)光二極管組成的光柱顯示出來，具有顯示醒目、籠統(tǒng)將輸入信號經(jīng)過由許多發(fā)光二極管組成的光柱顯示出來，具有顯示醒目、籠統(tǒng)直觀、精度穩(wěn)定的特點(diǎn)。直觀、

10、精度穩(wěn)定的特點(diǎn)。 14第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表n 一、數(shù)字式顯示儀表的特點(diǎn)及分類 明晰直觀、讀數(shù)明晰直觀、讀數(shù)方便、不會產(chǎn)生視方便、不會產(chǎn)生視差。差。 線路簡單、可靠線路簡單、可靠性好、耐振性好。性好、耐振性好。 有利于制造、調(diào)有利于制造、調(diào)試和維修，降低消試和維修，降低消費(fèi)本錢。費(fèi)本錢。 按輸入信號的方式來分，有電壓按輸入信號的方式來分，有電壓型和頻率型兩類。型和頻率型兩類。 按被測信號的點(diǎn)數(shù)來分，它又可按被測信號的點(diǎn)數(shù)來分，它又可分成單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種。分成單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種。 根據(jù)儀表所具有的功能，又可分根據(jù)儀表所具有的功能，又可分為數(shù)字顯示儀、數(shù)字顯示報警儀、為數(shù)字顯示儀、數(shù)字顯示報警儀、數(shù)字顯示輸出儀、數(shù)字顯示記錄儀數(shù)字顯示輸出儀、數(shù)字顯示記錄儀以及具有復(fù)合功能的數(shù)字顯示報警以及具有復(fù)合功能的數(shù)字顯示報警輸出記錄儀等輸出記錄儀等15第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表圖4-9 數(shù)字式顯示儀表分類圖16第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表n 二、數(shù)字式顯示儀表的根本組成17圖4-10 數(shù)顯儀表組成構(gòu)造第三節(jié)第三節(jié) 新型顯示儀表新型顯示儀表n 一、無筆、無紙記錄儀18 以以CPUCPU為中心采用液晶顯示的記錄儀，直接把記錄信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后，送為中心采用液晶顯示的記錄儀，直接把記錄信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后，送到隨