控制仪表与计算机控制装置_其他仪表工作原理.ppt

其它常用的单元仪表 4.1. 开方器 4.1.1. 开方器的作用 当采用差压方式测量流量时,系统构成如图所示 4.1.2. 开方器的构成原理 在模拟式仪表中有多种方法可用来实现开方运算。可以利用二极管的开关作用，也可以利用负反馈原理使其输入与输出之间呈开方运算特性 在此基础上，我们就可以利用负反馈原理来进一步实现乘除运算，其构成原理如图所示。 由图可知 4.1.3. DDZ—III型开方器 4.1.3.1.DDZ—III型开方器的构成 DDZ—III型开方器由输入电路、开方运算电路、小信号切除电路及输出电路等组成。 4.1.3.2. 电路分析 开方运算电路 自激振荡时间分割器 比例放大电路 小信号切除电路 输出电路 输出电路的作用是将以UB为基准的信号U4转换为以0V为基准的信号，同时加上1V的零点值，并进行功率放大，最终得到整机输出Uo和Io。 4.1.3.3 整机特性 4.2.1积算的基本概念与原理 电流信号转换为脉冲频率信号 4.2.2 比例积算器 2.2.1 比例积算器的构成原理 4.2.2.2 电路分析 （1）输入电路 U / f转换电路 脉冲整形及步进电机驱动电路 脉冲整形电路 步进电机驱动电路 积算计数器 4.3 辅助单元仪表 4.3.1.1　齐纳式安全栅 4.3.1.2 隔离式安全栅 4.3.2 操作器 4.3.3 电源箱 Ua UB Uo2 t Ua 0 UT3 t U/f转换器输出波形图 Uo1为阶跃输入 当Uo2 = Ua时，t = T1 可得锯齿波脉冲信号的频率为 ： 脉冲整形及步进电机驱动电路的作用是将U-f转换电路输出的0~10Hz锯齿波信号转换为0~10Hz的方波信号，经功率放大并倍频后推动计数器的步进电机转动 脉冲整形与输出电路图 脉冲整形电路的作用是将锯齿波信号Uo2转换为同频率的方波信号Uo4，以便用作计数器的步进电机控制信号。 Uo2与Uo4的波形对应关系如图4-21所示。 0 Uo2 (V) t -9 0 Uo4 (V) t 13 脉冲整形电路输出波形图 UT4 步进电机驱动电路的作用是对脉冲整形电路的输出信号Uo4进行功率放大， 同时具有倍频作用，将0~10Hz的方波信号转换为0~20Hz的步进电机驱动信号。 所以，该电路也称为 脉冲倍频及功率放大电路。 积算计数器是积算器的显示单元，它是由步进电机及由步进电机带动的一套机械传动机构和计数字轮组成的。其构成如图所示。 步进电机 A B C 9 9 9 9 9 9 交换齿轮 积算计数器图 4.3.1 安全栅 安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，其作用是：一方面保证信号的正常传输，另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。 常用的安全栅有两种，一种是齐纳式安全栅，一种是隔离式安全栅。 齐纳式安全栅是基于齐纳二极管反向击穿特性来工作的，其原理线路如图所示。图中：VZ1和VZ2为齐纳二极管，F为快速熔断器，R为限流电阻。 齐纳式安全栅原理电路图 （1）检测端安全栅 检测端安全栅用于为两线制变送器进行隔离式供电，并将变送器送来的4～20mADC信号转换成隔离的且与之成正比的4～20mADC或1～5VDC的信号，而且在故障状态下，可限制其电流和电压值，使进入危险场所的能量限制在安全额定值以下。 （2）操作端安全栅 操作端安全栅是将控制仪表送来的4～20mADC信号由调制器利用直流/交流转换器提供的供电方波转换为交流方波信号 * —控制仪表和计算机控制装置— 武汉工程大学电气信息学院 上页 下页 目 录 上页 下页 目 录 广东石油化工学院自动化系 —过程控制仪表及装置— 在用单元组合仪表构成控制系统时，有时还需要使用一些其它单元的仪表，如运算单元、显示与积算单元和辅助单元等 开方器的作用是对某一统一标准信号进行开方运算，并将运算结果以统一标准信号输出，供其它仪表使用 开方器在流量检测系统中的应用 UΔP=K2△P 开方器的输出y与被测流量q成线性关系。 开方特性实现原理 还有一种开方器是由乘除器演变来的开方器 乘法运算的方法——单向矩形脉冲法。 如图所示 单向矩形脉冲 其直流分量可表示 占空比，用S来表示则 再假设： 则可得 由此可见，UD与U1、U2的乘积成正比，从而实现了乘法运算