第4章_化工仪表及自动化.pdf

化工仪表及自动化第四章显示仪表内容提要概述模拟式显示仪表 自动电子电位差计 自动电子平衡电桥 数字式显示仪表 数字式显示仪表的特点及分类 数字式显示仪表的基本组成 新型显示仪表无笔、无纸记录仪虚拟显示仪表概述足帚仪表：凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或累积的仪表。显示仪表一般都装在控制室的仪表盘上。和各种 测量元件或变送单元配套使用;又能与控制单元配套 使用，数字显示仪表 屏幕显示仪表2第一节模拟式显示仪表 一、自动电子电位差计电子电位差计 是用来测量直流电压信号的，凡是能转 换成毫伏级直流电压信号的工艺变量都能用它来测量。1.手动电位差计根据平衡法将被测电势与已知的标准电势相工作原理QEt图4T电压平衡原理图B CX-+A比较，当两者的差值为零时，被测电势就等于 已知的标准电势。测量时，可调节滑动触点C的位置，使U CB=IRcB同时有6=。.（条件：/检=。）3第一节模拟式显示仪表2.自动电子电位差计的工作原理根据这种电压平衡原理来进行工作O特点 用可逆电动机及一套机械传动机构代替了人手进行电压平衡操作；用放大器代替了检流计来检测不平衡电压并控制 可逆电机的工作。可 结论图4-2电子电位差计原理图电子电位差计既保持了手 动电位差计测量精度高的优点,而且无须用手去调节就能自动 指示和记录被测温度值。第一节模拟式显示仪表3.自动电子电位差计的测量桥路图4-3电位差计测量桥路原理图图4-2电子电位差计原理图用镶貉-镶硅热电偶测量温度,其热端温度不变，而冷端温度从0七升高到这时热电势将降 低*仪表指针会指示偏低口5第一节模拟式显示仪表如果把&做成随温度变化的电阻，且在温度从。升高到 25c时，其阻值变化量AR2=0-5。，这时，电阻心上的电压 降Udb也增大，/Udb=/&2。，2=ImVo为了统一规格，上支 路的电流规定为4mA（或2mA）,下支路电流规定2mA（或 1mA）o因为测量桥路的补偿电压Ucd=4bUdb，现在 db增加了 ImV,那么小d就会减少ImV,此时滑动触点。的 平衡位置不需变化。由于4d的变化与热电势的变化相等，故能起到温度补偿作用，使仪表的指示值基本不受冷端温度 变化的影响。6第一节模拟式显示仪表（2）量程匹配问题图4-4 XW系列电位差计测量桥路原理图&一冷端补偿铜电阻；时一量程 电阻；4一工艺电阻；一滑线 电阻；4一终端电阻（限流电 阻）；%限流电阻；&一始端 电阻；稳压电源IV;4一上 支路电流4mA;4一下支路电流 2mA为铜电阻 装在仪表后接线板上以 使其和热电偶冷端处于同一温度。下支路限流电阻&它与&配合，保证了下支路回路的工作电流为 2mA o上支路限流电阻凡把上支路的工 作电流限定在4mA。滑线电阻&仪表的示值误差、记录误差、变差、灵敏度以及仪 表运行的平滑性等都和滑线电阻 的优劣有关。量程电阻时决定仪表量程大小的 电阻。始端（下限）电阻大小取决于 测量下限的高低。第一节模拟式显示仪表*自电电子电睢虫的鳍构A测量桥路放大器A可逆电机指示机构 记录机构稳压电源(a)(b)图4-5电子电位差计方框原理图8第一节模拟式显示仪表二、自动电子平衡电桥1、平衡电桥测温原理利用平衡电桥来测量热电阻变化。图4-6平衡电桥当被测温度为下限时，凡有最 小值10）滑动触点应在4的左端,此时电桥的平衡条件是尺3（4+0）=尺2%（4-3）9第一节模拟式显示仪表当被测温度升高后的平衡条件是&（凡。+端+&f）=%（凡+8（4-4）用式（4-4）减式（4-3）,则得r=A7?g+4(4-5)结论滑动触点B的位置就可以反映电阻的变化，亦即反映了温度的变化。并且可以看到触点的 L位移与热电阻的增量呈线性关系。_10第一节模拟式显示仪表2.自动电子平衡电桥茴执 八、电 阻测量桥路稳压电源可逆电机记录机构同步电机放 关 器图4-7自动平衡电桥结构原理图 图4-8自动电子平衡电桥方框图为了准确地指示出被测温度的数值，将热电阻的连 接采用三线制接法，并加外接调整电阻。11第一节模拟式显示仪表3噌动电子平衡电桥身直动电子电位差计的比较与这两种仪表配套的测温元件（热电偶、热电阻）在外形结构上十分相似。A仪表的外形及其组成：如放大器、可逆电机、同步 电机及指示记录部分都是完全相同的。12第一节模拟式显示仪表不同处A它们的输入信号不同。两者的作用原理不同。A当用热电偶配电子电位差计测温时，其测量桥路需 要考虑热电偶冷端温度的自动补偿问题；而用热电阻 配电子平衡电桥测温时，则不存在这个问题。A测温元件与测量桥路的连接方式不同。13第一节模拟式显示仪表其他穆拟武显示仇费：方/*WMz市立采用灵敏度较高的磁电系测量机构将被测信号转换为指 针的角位移，实质上是一种利用偏差法测量电流的仪表。将输入信号通过由许多发光二极管组成的光柱显示出 来，具有显示醒目、形象直观、精度稳定的特点。14第二节数字式显示仪表 一、数字式显示仪表的特点及分类特点清晰直观、读数 方便、不会产生视 差。Fa线路简单、可靠 性好、耐振性好。有利于制造、调 试和维修，降低生 产成本。按输入信号的形式来分，有电压 型和频率型两类。按被测信号的点数来分，它又可 分成单点和多点两种。根据仪表所具有的功能，又可分 为数字显示仪、数字显示报警仪、数字显示输出仪、数字显示记录仪 以及具有复合功能的数字显示报警 输出记录仪等15第二节数字式显示仪表电 压 型显示仪数字显示仪表图4-9数字式显示仪表分类图单 占 八、多 占 八、显示输出仪16第二节数字式显示仪表二、数字式显示仪表的基本组成17第三节新型显示仪表 一、无笔、无纸记录仪1、概论以CPU为核心采用液晶显示的记录仪，直接把记录 信号转化成数字信号后，送到随机存储器加以保存，并在大屏液晶显示屏上加以显示。2无笔、无纸记录 仪的原理和蛆成图4-n无笔、无纸记录仪的原理方框图 18第三节新型显示仪表二、虚拟显示仪表利用计算机强大的功能来完成显示仪表所有的工作。花f比较简单，仅由原有意义上的采样、模数转换电路通过 输入通道插卡插入计算机即可。二场凉幕上完全模仿实际使用中的各种仪表。19