检测课件(第三章)2013-3-19.ppt

压力测量 1－压力输入接口 2－波纹膜盒 3－膜盒的自由端 4－印制电路板 5－差动绕组 6－衔铁 7－电源变压器 8－罩壳 9－指示灯 10－密封隔板 11－安装底座 压力变送器结构 膜盒由两片波纹膜片焊接而成。波纹膜片是一种压有同心波纹的圆形金属薄膜。当膜片四周固定，两侧面存在压差时，膜片将弯向压力低的一侧，因此能够将压力转换为位移。波纹膜片比平膜片柔软得多，因此多用作测量较小压力的弹性敏感元器件。 压力变送器电路分析 220V电源变压器的二次侧经桥式整流、电解电容滤波后，输出电压经三端稳压集成块转变成稳定的18V直流电压，为差动变压器的交流激励源提供能源。也可以用开关电源来代替以上的降压、整流、稳压环节。当被测工件的直径D为标准值时，u21= u22，UAC =0。当被测工件的直径D增大时，u21增大， u22减小，在滤波电容上合成的电压UAC 为上正下负的直流电压。幅值与D的增量成正比。 D减小时， UAC 为上负下正。再经U/I转换器，将输出电压转换成4~20mA的标准输出电流Io。 D （开关电源） 一次仪表及电流输出型仪表 上述压力变送器已经将传感器与信号调理电路组合在一个壳体中，这在工业中被称为一次仪表。 一次仪表的输出信号可以是电压，也可以是电流。由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输（可以不考虑线路压降），所以在工业中多采用电流输出型一次仪表。 4~20mA输出方式及二线制仪表 新的仪表标准规定电流输出为4～20mA；电压输出为1～5V(旧标准为0～10mA或0~2V)。4mA对应于零输入，20mA对应于满度输入。 不让信号占有0～4mA这一范围的原因，一方面是有利于判断线路故障（开路）或仪表故障；另一方面，这类一次仪表内部均采用微电流集成电路，总的耗电还不到4mA，因此还能利用0～4mA这一部分“本底电流”为一次仪表的内部电路提供工作电流，使一次仪表有可能成为“两线制仪表”。 4~20mA二线制输出方式简介 所谓二线制仪表是指仪表与外界的联系只需两根导线。多数情况下，其中一根（红色）为+24V电源线，另一根（黑色）既作为电源负极引线，又作为信号传输线。在信号传输线的末端通过一只标准“负载电阻”（也称“取样电阻”）接地（也就是电源负极），就能将电流信号转变成电压信号。 4~20mA二线制仪表接线方法及负载电阻 若取样电阻RL=250.0?，则对应于4～20mA的输出电压Uo为1～5V。这类标准化的传感器或仪表又称为变送器。变送器的输出信号可直接与电动过程控制仪表，例如与DDZ-Ⅲ调节器连接。 4~20mA二线制数显表外形及HART协议 HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。 4~20mA二线制数显表外形及HART协议 HART 数字通讯协议被广泛接受为用于数字化增强的4~20mA通信协议的工业标准。在4-20mA基础上叠加低电平的HART信号数字通信信号 ，可以在同一电缆上同时被传递，而不会干扰4~20mA模拟信号。 4~20mA二线制仪表的HART 数字通讯 . 例：某两线制电流输出型温度变送器的产品说明书注明其量程范围为0～1000℃，对应输出电流为4～20mA。求： 当测得输出电流I=12mA时的被测温度t。 解 因为该仪表说明书未说明线性度，所以可以认为输出电流与温度之间为线性关系，即I与t的数学关系为一次方程，所以有：I =a0+a1t 当t =0 ℃时，I =4mA，所以a 0=4mA 当p =1000℃时，I =20mA，20= 4+a1×1000，可得： a1=0.016mA/℃，所以该压力变送器的输入/输出 方程为：I =4mA+0.016( mA/℃)t 将I=12mA代入I =a0+a1t ，得： p =(Ｉ-4mA)/a1=(12-4)/0.016=500℃。 画出该两线制电流输出型温度变送器的输入/输出曲线 解 I =a0+a1p ，x轴为温度坐标，y为电流坐标。 当t =0 ℃时，I =4mA， 当t=1000℃时，I =20mA，作一次直线： 最大的负载电阻的计算 常见的一次仪表本身所需的最低工作电压为12V左右。如果电源为36V，那么负载电阻两端的压降最大只能达到24V，则负载电阻最大为 RL＝(36V-12V)/20mA＝1200Ω 如果考虑传输电路会有一些压降，则负载电阻的最大值将随传输电路的电压降增大而减小。 第四节 磁电式传感器的原理及应用 磁电式传感器是基于电磁感应原理,通过磁电相互作用将被测非电量转换成感应电动势的传感器,也