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第四章 显示仪表 主要内容： 动圈式显示仪表 自动电子电位差计 自动电子平衡电桥 数字式显示仪表 1.显示仪表 凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或累积的仪表统称为显示仪表。 2.显示仪表的分类 按能量分:电动显示仪表，气动显示仪表。 按显示的方式分: 模拟式显示仪表:以仪表指针(或记录笔)的线位移 (角位移)来模拟显示被测参数连续变化的仪表。测 量速度较慢.精度较低.读数易造成多值性。但该类 仪表结构简单.工作可靠.价格低廉.易于反映被测参 数的变化趋势,故迄今仍然是一种广泛采用的仪表。 数字式显示仪表:以数字的形式直接显示被测参数 大小的仪表。 因具有速度快.精度高.读数直观,便 于与计算机等数字装置联用等特点,正在迅速发展。 图象式显示仪表:将图形、字符、曲线及数字等直 接在荧光屏上进行显示,是一种新型显示仪器,用途 非常广泛。 第一节 动圈式显示仪表 一、XCZ-101型动圈式显示表(热电偶) 1.测量机构及作用原理 测量机构的核心部件是磁电式毫伏计。 2.外接电阻R外和外接调整电阻R调 流过动圈的电流与热电势E(t,t0)有关,还与回路内总电阻有关。如图。 R外= R热+ R补+ R铜+ R调 R热:热电偶本身电阻 R补:补偿导线电阻 R铜:连接导线电阻 R调:当R热.R补.R铜之和不足15Ω时,通过调整R调使R外 达到15Ω。即R调=15-(R热+ R补+ R铜),R调为锰铜丝。 3.动圈的温度补偿(R内) 动圈是铜导线,当T↑,R动↑,则输入信号相同时,指示值偏 低,需温度补偿,补偿电路如图。 RT//R并:动圈的温度补偿电阻,由热敏电阻RT (T↑R↓按指 数规律变化) (20℃时为68Ω)和一锰铜丝绕制的R并(50Ω) 并联组成。RT//R并随温 度线性变化,当T↑RT//R并↓, 而R动↑,一增一减,就得到较好 的补偿效果。 R串:恒定大电阻,可使温度变化 时减少测量相对误差。为锰铜 丝,数值由量程的大小决定。 当T↑,R内=R串+RT//R并↓+R动↑, 则R内不变。 二、XCZ-102型动圈式显示表(热电阻) 组成:稳压电源、动圈仪表和不平衡电桥。 1.不平衡电桥 动圈仪表是磁电式毫伏计,输 入的是直流毫伏信号。不平 衡电桥把热电阻阻值随温度 的变化转换成毫伏信号。再 与动圈测量机构相连接,以指 示出被测的温度值。如图。 Rt-热电阻,R0-调零电阻。 当电桥平衡时,动圈表G无电流, 即 R4R2=R3(R0+Rt0), 设计时,取R4=R3,R2=(R0+Rt0) 1.不平衡电桥 测温原理： 将热电阻Rt置于某一测温点时, 当T↑,Rt↑,R4R2≠R3(R0+Rt), 则Ucd ↑,流过动圈表的电流也 增大,根据电流的大小就可测 出温度。 未接热电阻时,电桥平衡,接 热电阻时,电桥失去平衡,电桥 有电势输出,且其电势的大小 随热电阻所测温度的变化而 变化,从而测出温度。 2. 三线制与外接调整电阻 二线制接法时,连接导线的电 阻增加在电桥的一个桥臂上, 使测量产生较大的误差。为 了准确测量,不平衡电桥采用 三线制接法,(即从热电阻引 出三根连接导线)并加外接调 整电阻,如图。 三线制接法作用:环境温度变化时 而引起导线电阻的变化,由于引线 接在不同臂上,可互相抵消一部分, 从而减少测量误差。 规定连接导线的电阻值为 3×5Ω,如阻值不足5Ω,用外接调整电阻(R1)补足。  3.稳压电源 电源的波动对仪表的测量精度有影响,采用一组二级硅 稳压管进行稳压,外加铜补偿电阻,消除电源波动和环境 温度变化的影响。 三、几点要说明的问题 1.型号为XCZ、XCT。X-显示仪表,C-动圈式磁电系, Z-指示仪,T-控制仪。 2.使用时,注意与测温元件的配套问题。 3.会用外接调整电阻,热电偶R外=15Ω,热电阻R外=5Ω, 每安装一次测温元件,就要重新调整外接调整电阻。 4.仪表出厂时将两端子用导线短接,即将动圈短路,构成 一个磁感应阻尼器,防止仪表损坏。 5.使用前的校验。 6.量程的调整。 第二节 自动电子电位差计 动圈式仪表是测量电流的仪表,引起电流变化的各 种干扰因素都会导致测量误差,而这种误差不能靠 提高仪表的加工要求能弥补的。仪表易损坏,怕震 动,阻尼时间较长,不便于实现自动记录。自动电子 电位差计能克服上述缺点,提高测量精度。 自动平衡显示仪表 直接测量电势,测量精度高。这一类仪表有两个基 本的系列:电子电位差计和电子自动平衡电桥。它 们分别与热电偶、热电阻及其它测量元件(或变送 器)配套后,可测量显示温度、压力、流量、物位 等参数。 一、手动电位差计(以热电偶的电位差计为例子） 1.工作原理:平衡法(也称补偿法、零值法),即将被测电势 与已知的标准电势相比较,当两者的