自动化讲义1-仪表基础知识动化讲义1-仪表基础知识自动化讲义1-仪表基础知识自动化讲义1-仪表基础知识.ppt

仪表基础知识 自动化讲义之一 模拟量信号 作为确定产品是否满足要求及产品系列选型的指标有: 1、显示范围 2、测量精度 3、测控速度 4、分辨力 显示范围： 一般来说显示范围分以下几种 -1999~9999 -19999~50000 -19999~45000 测量精度： 仪表的测量值与真实值的差值相对于真实值的误差。 仪表的精度等级表明了在稳态下仪表的最大百分误差。因为他是按全量程的最大百分误差来定义的，所以量程越宽，绝对误差越大，因而在选择仪表量程时应尽量选窄一些，但是也要考虑测量量程的要求。 测控速度： 仪表的测控速度有5到50次/秒不等，特定功能下可提高到300次/秒 　　当测控速度不能满足要求时, 可以将速度提高，但可能会降低测量精度和分辨力。 分辨率:分辨力包括两方面的含义 1、A/D转换的分辨力，有13位和 16位等，13位的即8000分之一，16位即60000分之一。 2、显示分辨率，4位显示的产品为1/10000；5位显示的产品为1/45000；1/10000，以保证显示值的稳定性和唯一性，用于测力的为1/45000。 信号类型： 仪表能接收的模拟量信号有： 1、标准电流信号 2、准电压信号 3、mV信号 标准电流信号： 4mA~20mA DC、0mA~10mA DC、0mA~20mA DC。其它直流电流信号，需要在订货时注明，但最大不能超过5A，大于5A的信号应在仪表外使用分流器或变送器进行处理。　　多数变送器的输出信号都是4m A~20m A标准电流信号，传送到控制室供各类仪表接收，特点时传输距离长、抗干扰能力强、没有衰减，只是对电流回路的负载有要求。 标准电压信号：　　标准电压信号有1V~5V DC、0V~5V DC。其它直流电压信号需在订货时注明，但一般不超过100V，大于100V的信号应在仪表外使用变送器进行处理。　　热电阻信号或电阻信号　　热电偶信号或辐射感温计信号 mV信号：　　 常用于压力传感器、荷重传感器； 压力传感器一般需要仪表提供1.5m A恒流供电; 荷重传感器一般需要仪表提供10V或12V精密恒压供电。　　 测量过程及原理：　　通过硬件和软件实现模拟量的测量功能。　　硬件处理过程：　　输入信号→保护→变换→滤波→放大→A/D→单片机　　保护：能对60V以下的交、直流信号以及瞬间浪涌电压的冲击进行保护　　变换：电阻信号输入时将电阻信号变换为电压信号；电流信号输入时将电流信号变换为电压信号　　滤波：二级RC滤波器，滤除高频干扰信号以减小其对仪表显示的影响　　放大：由单片机根据输入信号的类型进行控制，放大倍数1~128倍　　A/D：将放大后的电压信号转换位数字信号给单片机，A/D转换器有13位、16位两种，XST、XSE和XSB等系列使用16位A/D转换器 软件处理过程：　　采样→数字滤波→补偿运算→量纲转换→折线运算→零点、满度修正→结果　　采样：单片机通过A/D转换器得到与输入信号成比例关系的数字信号　　数字滤波：克服显示的波动和跳变　　Y=Xn·1/a+（1-1/a）·Yn-1　　Y—滤波运算结果　　Xn—本次测量数据ａ—滤波时间常数　　Ｙn-1—上次测量结果 软件处理过程： 补偿运算：电阻输入时，引线电阻的补偿；热电偶输入时，冷端补偿　　量纲转换：热电阻信号时，查电阻值温度值分度表　　热电偶信号时，查m V值温度值分度表　　其它信号时，按设定的量程上、下限进行换算　　按用户提供的信号与显示的对照表查表　　按用户提供的信号与显示的公式运算 软件处理过程： 折线运算：当输入信号与显示数据呈现单调上升的非线性，并且在订货是不能确定其数据，需要在标定中进行修正时，可利用折线运算功能　　单调上升是指在输入信号全范围内，输入信号增加时，显示数据也增加。不会出现输入信号增加，显示数据反而下降的情况　　折线运算一般为8段或15段，可以根据实际情况增加或减少　　零点、满度（量程）修正：由于传感器、变送器、引线或系统的其它原因，观察到仪表的显示值存在误差时，可以通过零点修正和满度修正功能进行校正，提高系统的测量和监控精度 脉冲量信号： 脉冲量常用于转速测量、流量测量和记数。 脉冲输入的测量分为以测量频率为目的、以测量脉冲个数为目的和频率、脉冲个数都需要的三种应用场合。　　 频率测量范围：0.1Hz-25KHz,高于25KHz的信号需要选择仪表内部的预分频单元　　 频率测量精度:0.100Hz