第2章 检测仪表2.1-2.2wdq.ppt

2.2.5.3 自动记录仪表 自动记录仪能实时记录被测参数。记录的方式有纸记录和无纸记录两类。 1.自动平衡电桥式记录仪 Rp Rt R3 r 图2.22 自动平衡电桥原理图 R0 R2 R1 利用电桥的平衡动作进行测量记录。可配接热电阻组成测温记录仪。 平衡电桥测温原理 当被测温度为下限时，Rt有最小值Rt0，滑动触点应在Rp的左端，此时电桥的平衡条件是: R3（Rt0+Rp）＝R2R4 被测温度升高后，电桥的不平衡电压驱动电机，带动触点向右移动，直至新的平衡点。平衡时: 两式相减得： R3（Rt0+? Rt+Rp-r1） ＝R2（R4+ r1 ） Rp是滑线电阻，r1与B点成线性关系，电机带动触点B向新的平衡位置移动。到达平衡点时，电桥输出为零，电机停止。 B的位置就可以反映?Rt，即反映了温度的变化；触点位移与?Rt呈比例关系。 2.自动电位差计式记录仪 自动电位差计式记录仪输入电压信号，因此可配接热电偶。和自动平衡电桥式记录仪相比，两者除测量部分不同外，其余部分都相同。 配接热电偶，必须考虑冷端补偿问题。图2.23中，将R2换成铜电阻，和热电偶的冷端置于同一温度下。当冷端温度升高时，设计使电压VR2的增加量恰好弥补热电势的减少值。 VR2 =E(t0,0) E(t,t0) 数字式记录仪表 形式多样，内装CPU，无纸记录被测参数。可实时显示，也可随时调出历史曲线。可多通道记录。 2.2.6 温度变送器 检测信号要进入控制系统，必须符合控制系统的信号标准。变送器的任务就是将不标准的检测信号，如热电偶、热电阻的输出信号转换成标准信号输出。 数字控制系统的信号标准有： FF协议、 HART协议等 模拟控制系统的信号标准是： Ⅱ型：0~10mA、0～10V Ⅲ型：4～20mA、1～5V 2.2.6.1 模拟式温度变送器 模拟式温度变送器有多个品种、规格，以配合不同的传感元件和不同的量程需要，但结构基本相同。 - + 电量 传感元件 被测温度 输入电路 放大电路 反馈电路 输出电流 图2.24 温度变送器原理框图 E1 以DDZ-III型热电偶温度变送器为例： Et 放大电路 电源 输入电路 输出电路 反馈 下面具体分析各环节的工作原理。 1．输入电路 热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。 Ei=Et + VRcu － VR4 冷端补偿设计： ?VRcut0=E(t0 ,0) Ei 零点调整 温度补偿 Ei 零点调整 温度补偿 Ei = Et + VRcu－VR4 = Et + ?VRcut0 + VRcu0 －VR4 调R4实现 量程调整。 冷端补偿： ?VRcut0=E(t0 ,0) ?VRcut0－t 0度时 Rcu上压降增量 VRcu0 －0度时 Rcu上压降， 标准 热电势 零点 调整 大幅度的零点调整叫零点迁移。实用价值是： 有些工艺的参数变化范围很小，例如，某设备的温度总在500～1000℃之间变化。如果仪表测量范围在0 ～1800℃之间，则500℃以下、1000℃以上的测量区域属于浪费。因为变送器的输出范围是一定的。可通过零点迁移，配合量程调整，使仪表的测量范围在500～1000℃之间，可提高测量精度。 Ei = Et + ?VRcut0 + VRcu0 －VR4 零点调整 2300 1800 0 变送器输出Io/mA 温度T/℃ 500 0 变送器输出Io/mA 温度T/℃ 500 1000 0 变送器输出Io/mA 温度T/℃ 20 4 4 4 20 20 a. 未迁移 b. 零点正向迁移 c. 零点正向迁移 且缩小量程 图2.26 温度变送器的零点迁移和量程调整 RP1为零点迁移电位器，RP2为量程迁移电位器，改变RP2，可改变反馈电压Vf的分压比，即改变反馈强度，进而改变整个变送器的