01 过程控制仪表的基本知识.ppt

第1章 过程控制仪表的基本知识 1.1 控制仪表的信号制 1.2 电动仪表信号标准的使用 1.3 控制仪表的防爆知识 1.4 过程控制仪表的型号命名 1.5 过程控制仪表的分析方法 1.1 信号制 1.2 电动仪表信号标准的使用 控制室内部仪表之间采用直流电压信号 1.3 仪表防爆的基本知识 1.防爆仪表的标准 防爆仪表的分类 防爆仪表的分级 防爆仪表的标志 过程控制仪表的防爆措施 隔爆型防爆仪表 本质安全型防爆仪表 控制系统的防爆措施 （8）执行单元：气动执行器、电气阀门定位器等。 在变送单元中： W-温度和温差；Y-压力； C-差压。 在调节单元中：L-连续； D-断续。 在运算单元中： J-加减； S-乘除；K-开方。 在显示单元中： Z-指示； J-记录；B-报警； S-积算。 在执行单元中： Z-直行程；J-角行程。 第三个字母表示测量参数或仪表品种 总体分析思路 采用单个放大器的仪表分析 分析方法 采用运算放大器的仪表分析方法 运算放大器的基本知识 运算放大器的基本性能 理想运算放大器的基本性能 基本运放电路：反相端输入 基本运放电路：同相端输入 基本运放电路：差动输入 基本运放电路：电压跟随器 运算放大器的单电源供电 运算放大器的使用条件 III型仪表中运放的供电 分析方法 　 采用运算放大器的仪表分析方法是把整个仪表线路分成一个个运算放大器电路单独地进行分析，最后再综合得到整机的特性。因此，采用运算放大器的仪表线路分析的基础是单个运算放大器电路的分析。 单个运算放大器电路的分析方法通常有如下两种： 　　1.利用基本运算放大器电路的关系式 　　2.利用理想运算放大器输入端的两个特征 利用基本运算放大器电路的关系式 　　 要点：熟练灵活掌握基本运算放大器电路的关系式，就能很容易看出运算放大器电路的运算关系，并能很快地了解整个仪表的特性。 　　当然，仪表中的实际电路，有时可能是两种基本电路的合成，或者输入回路电阻和反馈回路电阻包含有电容等非纯阻性元件。  这时可以采用叠加法、等效电源定理、⊿?Y变换、阻抗变换法等方法进行处理，将这些比较复杂的运算放大器电路转化为基本电路。 利用理想运算放大器输入端的两个特征 理想运算放大器输入端的两个特征： 　（1）差模输入电压等于零，即Ud=0或UT=UF； （2）输入端输入电流等于零，即IbT=0，IbF=0。 这两个特征是分析运算器放大电路输入——输出关系的出发点 关键：求得运算放大器两个输入端的电位UT和UF 根据电路具体结构，找出输入、输出信号与UT、UF之间的关系，然后依据UT=UF，求出输出与输入之间的关系。 　　方法：断开反馈又保证等效，把原电路转化为一个没有反馈的开环等效电路。 三、仪表的分析步骤 　　对于一只仪表，可以采用由整体到局部的方法分析，即首先对仪表作总体概貌性了解，然后将仪表划分成几个部分，再对各划分部分逐一进行分析，最后综合出整机的特性。其具体步骤可以如下： 1.了解仪表作用和结构框图； 　 2.按照结构框图将整机线路划分成相应的部分； 3.根据信号的传递方向，对各部分逐一进行分析； 　　4.综合仪表的整机特性； ＋ － ＋ Uo Ui U0 = Ui 特点：输入电阻高 输出电阻低 它在仪表电路应用中，起隔离作用 基本运放电路：反相端输入 基本运放电路：同相端输入 基本运放电路：差 动 输入 基本运放电路：电压跟随器 U0 = Ui 运算放大器需要电源，通常有2种供电方式：单电源供电和双电源供电 ＋ － ＋ Uo UT UF E= Ep +Eo ＋ － ＋ Uo UT UF Ep En 出于仪表总体设计的需要、便于仪表的安装以及变送器采用二线制等原因，在仪表线路中，一般都采用单电源供电，即由一组+24V电源供电。 运算放大器不论采用单电源供电还是双电源供电，都必须满足以下条件： ＋ － ＋ Uo UT UF U－ U＋ 0V 24V 19V 2V －12V 12V 7V －10V 0V 24V 23V 1V －12V 12V 11V －11V 共模输入电压范围 输出电压范围 DDZ-III型等系列仪表的信号范围为1～5V，在24V单电源供电时，显然不能满足共模输入范围的要求。 ＋ － ＋ Uo UT UF E= Ep +Eo Ep En 为此，在仪表的电路中，采用电平移动的方法，即另加电平移动电源UB ，以便使UT 和UF 进入共模输入范围以内。 另加电平移动电源UB 之后，运算放大器电路在单电源供电时以UB 为基准的运算关系，跟双电供电时以地（0V）为基准的运算关系，在形式上完全相同。在DDZ-III型仪表及其它系列仪表