仪表放大器工作原理与分析.doc

仪表放大器工作原理与分析正式版在这些应用中，信号源的输出阻抗常常达几k或更大，因此，仪表放大器的输入阻抗非常大通常达数G，它工作在DC到约1 MHz之间。在更高频率处，输入容抗的问题比输入阻抗更大。高速应用通常采用差分放大器，差分放大器速度更快，但输入阻抗要低。 仪表放大器（又称测量放大器）测量噪声环境下的小信号。噪声通常是共模噪声，所以，当信号是差分时，仪表放大器利用其共模抑制(CMR)将需要的信号从噪声中分离出来。 运放的关键参数 设计工程师确定放大器时，主要关心的是电源电流、3dB带宽、共模抑制比(CMRR)、输入电压补偿和补偿电压温漂、噪声(指输入)以及输入偏置电流。 三运放仪表放大器的内部结构 大多数仪表放大器采用3个运算放大器排成两级：一个由两运放组成的前置放大器，后面跟一个差分放大器(图 1a)。前置放大器提供高输入阻抗、低噪声和增益。差分放大器抑制共模噪声，还能在需要时提供一定的附加增益。 图1二运放仪表放大器结构 可以采用具有两个运放的较少元器件的结构替代(图 1b)，但有两个缺点。首先，不对称的结构使CMRR较低，特别是高频时。其次，由于第一级的增益量有限。输出误差反馈回输入端，导致相对输入的噪声和补偿误差更大。 什么是RFI整流？如何预防？ 传感器与仪表放大器之间的长引线会引起RF。仪表放大器随之将此RF整流为DC偏移。图2给出了一个方案，可在RF到达仪表放大器前就将其滤掉。元件R1a和C1a在同相端构成一低通滤波器，R1b和 C1b在反相端同样构成低通滤波器。 图2 这两个低通滤波器截止频率的很好匹配很重要。否则，共模信号将会被转换为差分信号。C2在高频段将输入“短路”，能在一定程度上降低这种要求，C2值的大小应该至少为C1的10倍。 虽然如此，C1a和C1b的匹配仍很关键，应该选用5% C0G薄膜电容。该滤波器的差分带宽为1/2R(2C2 + C1)，共模带宽为1/2R1C1)。 购买单片放大器和用运放构建一个仪表放大器两者的利弊是什么？ 用分立运放构建一个仪表放大器的最主要理由是在市面上找不到所需要的仪表放大器。不同厂家生产的运放有5000种以上的型号，而仪表放大器型号只有约100种。 但是，若能找到一款满足性能要求的单片仪表放大器，那就用它，不要再自己构建。这样，会节省开发时间，并且单片部件的体积肯定小。 此外，CMRR性能会更好。由于多数电阻都在片上，板寄生效应要小的多。另一个优点是，对于任何额定电流，单片设计的噪声和带宽参数通常都更好。三运放测量(仪表)放大器内部电路分析在许多测试场合，传感器输出的信号往往很微弱，而且伴随有很大的共模电压（包括干扰电压），一般对这种信号需要采用测量放大器。 上图是目前广泛应用的三运放测量放大器电路。测量放大器电路还具有增益调节功能，调节RG可以改变增益而不影响电路的对称性。其中A1、A2为两个性能一致（主要指输入阻抗、共模抑制比和开环增益）的通用集成运放，工作于同相放大方式，构成平衡对称的差动放大输入级，A3工作于差动放大方式，用来进一步抑制A1、A2的共模信号，并接成单端输出方式适应接地负载的需要。该电路分析如下： 测量放大器的共模抑制比主要取决于输入级运放A1、A2的对称性以及输出级运放 A3的共模抑制比和输出级外接电阻R3、R5及R4、R6的匹配精度（0.1%以内）。一般其共模抑制比可达120dB以上。此外，测量放大器电路还具有增益调节功能，调节RG可以改变增益而不影响电路的对称性。而且由于输入级采用了对称的同相放大器，输入电阻可达数百兆欧以上。目前，许多公司已开发出各种高质量的单片集成测量放大器，通常只需外接电阻RG用于设定增益，外接元件少，使用灵活，能够处理几微伏到几伏的电压信号。 如何保护仪表放大器的输入免受过电压的影响？ 设计师需要采用外部限流电阻来防止过电压通过内部静电放电(ESD)箝位二极管驱动过高的电流。这些电阻的值取决于仪表放大器的噪声水平、电源电压，以及需要的过压保护，推荐值见器件的datasheet。 这些电阻增加了噪声，所以一种可替代的方案是使用外部高电流箝位二极管和阻值非常小的电阻。遗憾的是，大多数普通二极管的漏电流太大，会产生大的输出漂移误差，该误差随温度变化呈指数关系增加，所以设计师不应该将标准二极管用于高阻抗信号源。 石英表的工作原理一、 石英表的构造 石英表的关键部件如下图所示：二、 石英表各部件的工作原理1、 电池-提供石英表工作所需能源石英表常用的是锌氧化银扣式电池。锌氧化银扣式电池（zincsilver oxide button battery）是以银的氧化物作正极活性物质，锌作负极(根据金属活性而决定正负极)物质的碱性电池。它是小型的圆柱形锌氧化银一次电池，其高度尺寸小于直径，外形像钮扣，是一种密封式电池。该电池用氧化银与石墨混和压成片状作电池正极,锌粉加入添加剂压成片状作负极，氢氧化钾水溶液作电解质，正、负极间用专用隔膜隔开.2、 石英晶体振荡器石英表内部核心将二氧化硅（SiO2）结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片， 再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷银层， 并作为两个极引出管脚， 加以封装， 就构成石英晶体谐振器。石英晶体振荡器的关键在于利用了石英晶体的压电效应和谐振现象。（1）、压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象.能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。水晶（-石英)是一种有名的压电晶体。如果按一定方向对水晶晶体上切下的薄片施加压力，那么在此薄片上将会产生电荷。如果按相反方向拉伸这一薄片，在此薄片上也会出现电荷，不过符号相反。挤压或拉伸的力愈大，晶体上的电荷也会愈多.如果在薄片的两端镀上电极,并通以交流电，那么薄片将会作周期性的伸长或缩短，即开始振动。石英电子表中有一个核心部件叫石英振子,其中应用的便是水晶可以制作压电石英薄片.（2）、石英谐振现象:石英谐振器简称为晶振，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的.这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈,这就是晶体谐振特性的反应.类似于我们熟悉的共振现象。石英表中常用的石英固有频率是32768赫兹。因为石英具有压电效应，加以交变电场之后，石英晶体的尺寸会发生变化，从而它的振动频率也随之改变，直到与交变电场的频率达到一致时，发生晶体谐振.根据晶体切片的厚度和角度不同就可以从而产生不同的谐振频率.（3）、石英表的集成电路，全名为互补型金属一氧化物一半导体集成电路(Complementary Metal oxide Semiconductor)缩写成CMOS。它控制了电子表的所有功能。CMOS集成电路，由石英振荡电路、分频电路、计数电路、译码电路、驱动电路、升压电路、及控制电路等组成，各部分电路的作用及原理概述如下：a) CMOS石英振荡电路 表用CMOS石英振荡电路是由石英谐振器、CMOS倒相器、偏置电阻Rf及振荡电容C1、C2等组成的，如下图所示。它的基本功能是用以产生32768赫兹的正弦信号作为手表的时间基准。途中BG1是P沟道增强型场效应管；BG2是N沟道增强型场效应管，两管栅极相连作为输入端，而漏极相连作为输出端；Rf 为偏置电阻，它使BG1 、BG2 构成的倒相器工作在线性放大区。C1为微调电容器，调整它的容量可以改变振荡电路的振荡频率，它的作用相当于机械表中的快慢针；C2为固定电容器，其容量为2040微微法；BW为石英谐振器，在电路中的作用等效于一个电感，与BG1 、BG2、C1、C2 一起组成一个三点式振荡电路;D1、D2是BG1 、BG2 保护二极管，由于倒相器输入阻抗很高,通过静电感应可能产生极高的电压，此时二极管提供旁路以避免因静电感应而使栅极击穿。CMOS倒相器的工作原理是：当输入端VG 为低电平是，nMOS管截止，pMOS管导通，由VDD 通过pMOS向电容C2 充电，VD 趋向低电平。可见输出电压总与输入电压反相,所以把这个电路称之为CMOS倒相器。当电源接通时，被倒相器放大了的与石英谐振器的振荡频率相同的谐波与石英谐振器发生压电谐振.此时，在BW、C1、C2组成的串联谐振回路里就有很大的与谐振频率相一致的交变电流通过。这一电流在C1、C2 上产生很大的且相位相反的交变电压，C1 上的交变电压被反馈到倒相器的输入端。由于此反馈信号与原输入信号同相，因此就有加强了原来的输入信号.这个过程周而复始，使得石英谐振器的震动越来越强烈,达到一定程度时，就使倒相器进入非线性区，这时倒相器的增益下降，从而使石英谐振器始终稳定在某一振幅而不停地振动。此时，石英振荡电路就输出与石英谐振器相同频率的基准信号，当石英谐振器的谐振频率为32768赫兹时，振荡电路就不停地输出32768赫兹的基准信号,然后将这一基准频率送入分频电路进行分频。b) 分频电路分频电路的 作用是把输入脉冲信号的频率成倍降低。电子表中采用的分频电路都是由二分频电路组成的，二分频电路能是输出信号的频率比输入信号的频率降低一半.如果石英振荡电路的振荡频率为32768=215 赫兹，则分频器要由15级相同的二分频电路级联而成,下图为分频电路框图。c) 计数电路计数电路是石英表的记忆装置，它不停地、准确地记录着时间。计数器实际上就是由数级二分频电路加上适当的门电路组成的，在电子表CMOS集成电路中设有：60进位的秒、分计数器，12或24进位的时计数器，28、30或31进位的日计数器，12进位的月计数器，7进位的周计数器等。d) 译码电路寄存在计数电路中的时间信息是以二进制来表示的。用译码电路把计数器所累计的时间通过显示器件以十进制数反映出来。液晶显示数字式适应电子手表的数字是七段显示单元，其译码电路是七段译码电路。下图a为电路示意图。 月、日、时、分、秒的七段显示单元如图b所示，周历显示用一个九段显示单元和一个八段显示单元,如图c所示，他们联合显示英文星期日至星期六的前两个字母，显示规律如图d所示.如果控制u、i、r段字段不显示，上两个显示单元就是七段显示单元。e) 驱动电路液晶显示器必须用交流信号驱动，而译码器输出的信号是直流信号,采用驱动电路把译码电路输出的信号转换成能够驱动液晶显示的32赫兹的方波信号。4、步进电机（马达)步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的.在指针式石英钟表内，步进电机作为换能器，把秒脉冲信号变成机械轮系的转动,带动指针指示时间。三、 石英表的工作原理石英表总体的工作原理和过程是:1、 氧化银扣式电池向集成电路提供特定电压之后通过其中的振荡电路和石英谐振器使石英振子起振，形成振荡电路源。振荡器产生32768赫的信号。振荡器电路包括石英晶体振荡器及C/MOSLSI电路。2、 振荡器电路包括微调电容器，用以调整快慢.3、 在分频电路上，把从振荡器电路输入的振荡信号32768赫兹进行215次分频，直至输出的脉冲信号为1赫。4、 驱动电路把分频电路输出的一秒钟一个脉冲信号进行放大，然后在一秒钟的间歇时间内交替地传送正负脉冲信号至驱动线圈上。5、 驱动线圈接收了脉冲信号电流以后，步进马达即以每秒60。的角度，间歇地转动。6、 步进马达的转动,传动至轮列,从而带动秒、分、时针及日历机构转动。步进马达、秒、分、时针及日历机构之间存在着齿轮计数器.通过大小齿轮的反复结合，让一个齿轮转过一圈的距离而另一个齿轮只转过很小一个角度。例如,秒针的齿轮转过6度,秒针就走一格,即一秒。根据大小齿轮之间特定的传动比,秒针齿轮走整整一圈,带动分针齿轮走6度，即一分钟，以此类推。7、 氧化银电池是电子电路和步进马达的能源,它可以在两年或更长的时间内，供应稳定的电能。安全阀的工作原理以下两张图片是常规安全阀和先导式安全阀的内部结构，根据结构分析工作原理和维修方法。1、当安全阀的整定压力大于被保护系统的工作压力时，阀门处于关闭状态，如图所示、这时作用在阀瓣上的力有弹簧预紧力F，方向向下，介质的作用力，方向向上，再就是阀座对阀瓣的托力（密封力），这个密封力在密封面上所产生的比压力，保证了安全阀关闭件间有了必需的密封性。2、当系统中的压力升高且超过正常工作压力时，由于此时的弹簧预紧力和密封力未发生变化，系统压力的升高，使得关闭件密封面上的密封力随之减少：随着介质压力的进一步升高，当进口压力等于安全阀的整定压力时，阀瓣与阀座之间的作用力等于零（密封力等于零）；当进口压力继续升高略高于整定压力时，阀瓣向上运动，突跳开启。此时安全阀处于开启状态，如下图左所示：3、一旦阀门开启，随着介质的快速流出，由反冲盘裙边的内沿与调节圈外径所围成的环形流道对介质产生节流作用，以及利用反冲盘上流体的静压力，安全阀阀瓣继续向上快速运动，此时，流量始终被阀瓣和阀座之间的开度限制着，直到阀瓣离开阀座的高度达到四分之一流道直径，此后，流量便由喉部的流道直径控制，继而全量排放，使介质压力迅速下降。此时安全阀处于排放状态，如图所示4、当介质压力P小于弹簧力F时,阀瓣又会在弹簧力的作用下迅速地回落到关闭位置，使关闭件间又产生了密封比压力，阻止了介质从密封面间流出，安全阀又处在了新的密封关闭状态，使系统压力又回到了正常工作状况，图示状态。二、综合全国的规范标准来看，如：TSG ZF001-2006安全阀安全技术监察规程、蒸汽锅炉安全技术监察规程和压力容器安全技术监察规程等安全技术规范，都要求安全阀在以下几个方面得到满足 :a、准确开启-涉及到整定压力偏差。b、稳定排放-涉及到开启高度、排放压力、排放量。c、及时关闭-涉及到回座压力。d、可靠密封-涉及到泄漏率。模式燃气表的工作原理1.膜式燃气表的工作原理： 燃气表是利用气体在表体内流动过程中的压力差作为动力，由阀座、阀盖的相对位置来控制气体流向的分配。燃气表的膜盒由左右相同的两个气体测量室组成，每个气体测量室由一张柔软的膜片将其分为两个相同的小计量室.当分配的气体依次进入四个小计量室，推动膜片自由的摆动，膜片组件的运动通过摇杆带动连杆机构(双曲柄摇杆机构)并使阀盖做旋转运动从而控制各计量室依次充气和排气，使燃气表连续循环运动,同时连杆机构的偏心转动齿轮通过齿轮的传动驱动机械式单向计数器计数,最终通过计数器显示燃气表的排气量。 2.预付费膜式燃气表的工作原理： 燃气表采用逻辑加密卡（简称IC卡）作为信息载体，当系统在电压监测电路的监测下正常工作时，控制模块从IC卡中读入数据，并进行数据交换，将燃气表的相关气量信息和工作状态等信息写入IC卡,并通过IC卡反馈到售气管理系统中。当用气时，控制模块接收来自采集模块的信号，对表内的气量信息作相应的计量处理，当表内剩余气量降至0时，控制模块发出关闭阀门的指令以切断气路，阻止用气，直到用户重新向燃气表输入所购的气量时,才可恢复用气，从而实现预付费管理。当控制模块接收到磁场干扰等信号时，则会发出关阀指令以关断气路，并将燃气表相应的状态信息送到LCD显示，当用户插入IC卡时，控制模块会将这些状态信息写入IC卡，当再次购气时，售气管理系统会读取IC卡中的这些状态信息并存蓄到数据库，实现信息的反馈.膜式燃气表结构原理与设计制造一、 前言煤气是一种可应用的气体燃料（也称为燃气)。它可分为天然煤气和人工煤气两大类，天然煤气是指地下蕴藏的天然气、矿层气、沼气等，人工煤气主要包括焦炉煤气、发生炉煤气、水煤气、液化气、油制气以及人工合成的可燃烧的其它气体等。现在人们主要更多使用的还是天然气、焦炉煤气和人工合成燃气。煤气的计量是是随着煤气的应用而不断发展起来的。二、 流量计的分类流量计-所有的测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量-流体流过一定截面的量称为流量（flow rate)。流量计从工作原理上可分为：1.容积式流量计；2.速度式流量计;3.差压式流量计;4。质量流量计等.其中:容积式流量计属于定排量类流量计，在流量仪表中是准确度较高的一类。它主要有:膜式燃气表、活塞表、齿轮表、腰轮表、湿式流量计等。在容积式流量计内部具有构成一定标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”。在给定流量计条件下，该计量空间的体积上确定的。这种流量计的共同点在于:1、是以被测流体压差作为动力；2、一般用来测量低压气体、液体流量；3、具有计量准确度度较高、性价比高等优点.三、 膜式燃气表的工作原理膜式燃气表主要由计量室、滑阀和显示器组成。由橡胶材料制成的皮膜将计量室分成两部分，滑阀使这两部分交替地与管道入口或出口相通。皮膜感受气体压力而在计量室内伸缩移动，使得计量室内两部分气体交替地吸入和排出。滑阀的交替运动形成了气体的连续流动，再由连动机构将滑阀的运动传给显示器以显示通过的体积。燃气表是最具有代表性，而且是使用最普遍的容积式流量计，它的基本工作原理如下图所示：被测方桶容量标准器按上图原理进行正确计量，必须具备三个条件：1、首先要知道标准小容器满瓶时的正确容积；2、在把液体灌入小容器时，中途不能有任何液体的滴漏; 3、要正确地记录从小容器排出液体的次数。膜式燃气表大多是由两个囊室、两个隔膜(简称两膜四室式）、两个滑阀（或组合成一体的转阀）两套摆杆曲柄机构（合称为汇交力系）和与之联动的计数器组成。两个囊室中各有一个定位在中间的可往复翻转运动的皿型隔膜,将其分割成容积可变的4个空腔，如下图所示:膜式燃气表的基本运动原理为:膜式燃气表是一种机械仪表,皮膜运动的推动力是依靠燃气表进出口处的气体压力差。它的源动力是由高于常压的被测气体进入隔膜的一侧腔内所产生的压强推动隔膜向另一侧移动而产生推动力（也就是隔膜所牵动的立轴原地转动的扭矩），当隔膜移到另一侧的极限(也称作死点）的位置时，力矩不再产生能让隔膜返回的力,就必须依靠第二个隔膜相继产生同样的力来带动前一个隔膜作返回移动；当改变第一个隔膜的出气口为进气口时，这个隔膜的另一侧又有了气体的推动力而继续作往返运动，并也能改变第二个隔膜的移动方向。隔膜所牵动的立轴作往复的摆动运动,通过其各自的摆杆、连杆去牵动一个共用的曲柄轴，当曲柄轴接收到的扭矩相差一定的周期（90?)时,就能做到连续转动，并由它带动滑阀来改变进出气口的方向和带动一个计数装置，从而达到连续自动计量的目的。膜式燃气虽然结构各异,但其计量原理却都基本相同，都是遵循上述基本原理设计制造的.它是燃气进入容积恒定的计量室，待充满后将其排出，并通过一定的特殊机构，将充气和排气的循环次数转换成容积单位，传递到燃气表外部的计数指示面板上,直接读出燃气所通过的容积量.四、 膜式燃气表的结构组成主要由计量系统、气路及气流分配系统、运动传送系统、累积数显示系统四大部分组成。1、计量系统:有两个基本相同的计量室，由计量壳、膜片、平行板、折板、折板套及折板轴构成。作用是保证膜片往复摆动一周，有一个恒定容积的气体输出。 2、气路及气路分配系统:主要有接头、外壳、表内气管、分配室及阀盖组成.作用是供被计量气体按一定顺序的通道流动.3、运动传送系统：由立轴、大小拉杆、中轴支架组等构成。有两个作用：1.1（传递能量；气体压力作用在膜片上形成膜片摆动的动力，传送系统将该力传递给阀盖进行直线滑动（或转动、扇形摆动等)，同时，传送系统也将这力传给累积数显示系统，使计数器各齿轮(或字轮)动转,实现计量显示的目的。1。2（改变运动形式;表内动件的运动形式有转动、直线滑动和扇形摆动等，这些运动形式均由传动系统中的各连杆绞链加以实现.4、计数系统:由主动齿轮、交换齿轮及计数器组成。五、 膜式燃气表的结构型式膜式燃气表虽然其工作原理基本相同,但结构型式呈多样化，最明显的区别主要体现在以下四个方面：1、机芯：有整体式和独立式两种;1。1（独立机芯式：机芯能从外壳中独立分离出来，计量室由专门囊壳构成；优点:外壳与囊壳间形成一个较大的空间，有利于空气的净化，对燃气的适应性较强;它的壳体零件多由钢板冲压而成,成本较低;缺点:外形较大，装配性不优，拆修不便。1.2(整体式燃气表：壳体铸造成形，既是外壳,也是计量壳;优点：结构紧凑，外形小巧；外壳采用螺钉紧扣，故装配性较好,容易拆开维修。缺点：机芯与表壳是一整体，无法独立分离；少一个燃气净化空间，对燃气适应性较差;壳体一般由铝合金压铸而成,成本较高. 2、滑阀盖:有直线滑动型、转动型及扇形摆动型三种;直线滑动型和扇形摆动型滑阀一块表两个;转动型滑阀一块表一个，但由于需要换向才能拨动计数器的主动轮，故结构上虽少一个滑阀，但要多一对换向齿轮。3、接头：单管和双管;单管接头气表虽比双管接头气表少一个接头,但单管是因两管组合成一体,结构复杂，所用材料也不比两管的少，加工也较困难。4、计数器:字轮式、指针式及IC卡数字式。字轮式计数器的最小分格值较小（以G2。5表型的计数器为例，其最小分度值为0。02L），便于检定校验。六、 膜式燃式表的特性曲线理想的膜式燃气表计量误差是零，其计量误差曲线是X轴。但是一般实际典型的误差曲线如下图所示，其中横坐标X轴为检定的流量点，纵坐标Y轴为相对误差值(%)。由于实际生产工艺、装配等因素影响,实际上每个燃气表的误差曲线都是不相同的。压力损失也是膜式燃气表的一个重要指标，图5所示是膜式燃气表的典型压力损失曲线图。七、 膜式燃气表的构造膜式燃气表的种类虽然很多,但根据其基本构造的主要特点，最常见的表型分为风箱式和独立内芯式两种，还有一种是混合式膜式燃气表。下面对以上三种类型的燃气表的基本构造和特点分别阐述。(一）、风箱式1、基本构造各组成部件的型式如下表所示：计量室隔板四室式气门座外向式联动装置非对称式计数装置指针式外壳焊接镀锡铁皮风箱式膜式燃气表工作原理大致如前述。不同之处在于这种燃气表的气门室是属于封闭式,即横隔板上部被隔成机械室和气门室。由于燃气不会进入机械室，因此,可以打开表的顶盖露出传动机构，来进行燃气表的校验，以便调整表的误差。2、联动装置它的联动装置属于非对称水平式，但为了保证燃气表能连续平滑地运转，必须具备以下三个条件:(1)、整阀条件:即当皮膜行程到达终点时,连杆应与调节臂相重合，或成为一条直线到达“死点” .此时，气门盖必须与通向皮膜两侧计量室的气门座上的气门口对准，处于相应的进气和排气的切换状态.这种决定气门盖位置的条件称为整阀条件;(2）、“死点”的等分条件:由于在“死点”时，转动曲柄的力矩最小,所以,“死点”应平均分布在一个运动周期之内;(3）、整膜条件:前后两个皮膜夹盘的行程应相等，而且应与隔板相对称。能够满足以上条件的机构叫做整联动机构。（二）、独立内机式1、基本构造计量室四室式独立内机式气门座平行式联动装置点对称垂直曲柄计数装置直读式外壳冲压镀锡铁皮独立内机式燃气表工作时气门盖是由另一侧牵动臂直接驱动的。该表曲柄的旋转机构由两根立轴的牵动臂（摇杆和活动连杆)连接，围绕共同的曲柄轴而摆动，曲柄的一端使带有曲臂的水平轴转动,通过齿轮带动计数装置进行计量显示。由于前后曲柄销相差90?，所以，当一个到达死点时，另一个正在运动,从而使曲柄能连续进行旋转。另外还有一种独立内机式燃气表，内部构造除计量室外，其余都是另一种型式。气门盖做成扇状，依靠与牵动臂连在一起的气门旋杆的作用，在气门座上左右摆动来控制气门的进、排气。这种表的联动装置是属于非对称式水平曲柄机构，其误差调节可以通过计数装置内变换齿轮的调换，或直接在曲柄上调节螺钉的位置移动来进行。2、独立内机式燃气表的优点:（1）、外形尺寸小，表形精致；（2）、漏气可能性减小；燃气表的漏气有内部漏气和外部漏气两种，由于独立内机式机芯的周围充满着燃气，所以压差很小，不易泄漏。另外，独立内机式燃气表的加工准确度要求高，组装准确度也容易得到保证，这些都有处于防止漏气。3、独立内机式燃气表的缺点：独立内机式燃气表也有一定的缺点:由于皮膜的有效受压面积小，转动力矩因而也减小；由于曲柄转速高，零部件精度高，配差严密,对燃气的质量反应很敏锐,当燃气中杂质含量高时,对燃气的准确计量不利。（三）、混合式1、基本构造主要由表壳本体、上壳及计数器构成.（1)、表壳本休：用铝合金高压压铸而成，成型件已包括了隔板、计量腔室、进出气通道、主轴安装孔、气门座定位孔等,只要经过少量的金切加工就能进入装配。而且铸件精度高，装配位置准确,可靠地保证了燃气表的装配质量。计量皮膜大多采用圆盆状的合成橡胶皮膜，具有耐久性能,皮膜夹盘、压边圈一起固定于壳体上即成为计量室。(2）、上壳:用铝合金压铸而成，进出气口一体成型，安装尺寸稳定。（3)、计数器:采用直读式计数器,误差调整与独立内机式一样.2、特点:（1）、壳体强度高，使用寿命长，可永久使用,维修时只要调换易损件即可；（2）、制造精度高，材料费用所占比例比人工大;(3)、装有误差匹配装置，计量性能好；(4）、由于运动时阻力减小,增大了表的驱动力;（5)、混合式燃气表大批量生产性能比较稳定，而且装配工艺容易转入自动化。八、膜式燃气表的材料（一）、薄钢板选用08或08F钢号的薄钢板(一般为1mm厚度），主要用于表的冲压材料。表壳需深冲拉伸成型，必须用冷轧板深拉伸薄板,为防腐蚀，成型后需表面热镀锡.其它冲压件，如皮膜盒、导向板、皮膜夹盘、计数器门框等，可以直接采用0.5mm的镀锡薄钢板制作.（二)、有色金属常用的有铜合金、铝合金及锡合金等。铜合金主要是铅黄钢，一般用于表内的传动部件,如立轴、曲柄轴、气门座或气门盖轴、水平轴、填料座及轴承座等。目前，已逐渐被不锈钢代替。铝合金一般是压铸用铝合金，主要用于制作表壳、分配室、计数器的字轮架等;另一种是铝镁合金板或棒材，主要用于牵动臂、套筒等部件.锡合金主要是锡铅、锡锑或锡铅锑合金，一般用于气门座、立轴座、轴承等。（三)、塑料主要有两种,一种是热固性塑料，如酚醛塑料，主要用于气门盖和气门座及蜗杆盒等;另一种是热塑性塑料，如聚甲醛、ABS、增强尼龙、石墨尼龙等，用于牵动臂、拉杆、传动齿轮、计数器齿轮、蜗杆、蜗轮、蜗杆盒、耐磨轴套、指针或数字轮等。（四）、皮膜皮膜是燃气表中最重要的部件，燃气的计量是通过皮膜的移动容积来决定的，当皮膜发生变质或破裂时,就会产生误差，出现表快、表慢或阻塞等故障.因此，要求皮膜在燃气表检定的有效周期内，不能受燃气中各种成份的影响而变质，并能保持气密性。当前采用两种材质：一种是牛、羊皮；另一种是合成橡胶皮膜。合成橡胶皮膜主要由衬布（化纤织物）通过两面刮胶,然后经加温、加压硫化而成。衬布主要是为了保证皮膜具有一定的强度，因此要求衬布柔软，抗拉强度大，在长期使用中不会产生拉伸变形。合成橡胶的胶种不同，其特性也有明显的不同，并同硫化工艺也有着重要的关系.（五)、合成橡胶主要是丁晴类橡胶，大多用于燃气表中的填料和密封件。（六)、涂料为了提高燃气表的防腐蚀能力，延长使用寿命,一般需在表的内外分别涂覆不同的涂料（如油漆等）,一般采用树脂漆，同时要有一定的色泽要求.