[理学]化工仪表自动化_第4章.ppt

化工仪表自动化 四川理工学院电信系自动化教研室 第四章 显示仪表 4.1 模拟显示仪表 4.2 数字显示仪表 4.3 新型显示仪表 第四章 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（或称为二次仪表）。 按照能源来分：可分为电动显示仪表、气动显示仪表；按照显示的方式来分：可分为模拟式、数字式和屏幕显示三种。 第四章 显示仪表 所谓模拟式显示仪表，是以仪表的指针（或记录笔）的线性位移或角位移来模拟显示被测参数连续变化的仪表。 这类仪表免不了要使用磁电偏转机构或机电式伺服机构，因此，测量速度较慢，精度较低、读数容易造成多值性。 第四章 显示仪表 数字显示仪表，是直接以数字形式显示被测参数值大小的仪表。 这类仪表由于避免了使用磁电偏转机构或机电式伺服机构，因而测量速度快、精度高、读数直观，对所测参数便于进行数值控制和数字打印记录，尤其是它能将模拟信号转换为数字量，便于和数字计算机或其他数字装置联用。 第四章 显示仪表 第四章 显示仪表 LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高，但不利于夜间观察。 第四章 显示仪表 屏幕显示，就是将图形、曲线、字符和数字等直接在屏幕上进行显示。它是随着电子计算机的推广应用而相应发展起来的一种新型显示仪器，其中应用比较普遍的是液晶显示器。 4.1 模拟显示仪表 自动电子电位差计 自动电子电位差计可测量毫伏级直流电压信号，可以和多种参数的传感器配套使用。 1. 手动电位差计 电位差计的工作原理是根据平衡法（也称补偿法、零值法）将被测电势与已知的标准电势相比较，当两者的差值为零时，被测电势就等于已知的标准电势。 自动电子电位差计 其中R为线性度很高的锰铜线绕电阻，它由稳压电源供电，这样就可以认为通过它的电流I是恒定的。G为检流计，它是个灵敏度很高的电流计。Et为被测的未知热电势。 自动电子电位差计 测量时，可调节滑动触点C的位置，以使RCB上的压降UCB变化。 当UCB＞Et时，检流计中就有电流流过，指针就向一方偏转；当UCB＜Et时，检流汁也有电流流过，电流方向相反，指针向另一个方向偏转；只有当UCB＝Et时，检流计中无电流流过，即此时I检＝0。 根据滑动触点的位置，可以读出UCB，这样就达到了对末知热电势测量的目的。 自动电子电位差计 2. 自动电子电位差计的工作原理 用可逆电动机及一套机械传动机构代替了人手进行电压平衡操作。用放大器代替了检流计来检测不平衡电压并控制可逆电机的工作。 自动电子电位差计 3. 自动电子电位差计的测量桥路 在实际应用中，还需要进一步解决两个问题。 自动电子电位差计 (1)冷端温度补偿问题 R2是用铜丝绕制而成的，让R2与热电偶冷端处于同一温度。 用镍铬—镍硅热电偶测量温度，其热端温度不变，而冷瑞温度从0℃升高到25℃，这时热电势将降低1mV，仪表指针会指示偏低。 自动电子电位差计 如果把R2做成随温度变化的电阻，且在温度从0℃升高到25℃时，其阻值变化量ΔR2＝0.5Ω，这时，电阻R2上的电压降UDB也增大，ΔUDB＝ΔR2·I2＝1mV。 为了统一规格，上支路的电流规定为4mA(或2mA)，下支路电流规定2mA(或1mA)。 因为测量桥路的补偿电压UCD＝UCB－UDB，现在UDB增加了1mV，那么UCD就会减少1mV，此时滑动触点C的位置不再变化。 UCD的变化与热电势的变化相等，故能起到温度补偿作用，使仪表的指示值基本不受冷端温度变化的影响。 自动电子电位差计 (2)量程匹配问题 当滑动触点C处于滑线电阻的起点时，UCD应该相应于t1为标尺下 限的热电势。仪表的标尺下限有多种规格，RG越大，在下限时的UCD越大，即测量下限越高，反之亦然。 自动电子电位差计 当滑动触点C从滑线电阻的左端移到右端时，UCD应该相应于t2为标尺上限的热电势。 因为滑线电阻的阻值是定值，那么两端的电位差怎样仍能满足量程要求呢? 其方法是在滑线电阻Rp两端串联一个量程电阻RM。RM的值越小，则流过Rp的电流越小，量程就越窄。 从另一个角度来分析，并联了量程电阻RM后，它与滑线电阻总的等效阻值就减少、尽管总电流不变，滑线电阻两端的电位差就减少。这样就达到了改变量程的目的。 自动电子电位差计 XW系列自动电子电位差计测量桥路原理图，测量桥路由定电压单元供给1V的工作电压。 自动电子电位差计 ①R2铜电阻 装在仪表后接线板上以使其和热电偶冷端处于同一温度。通常情况下，在下支路电流I2取2mA的桥路中，当配用镍铬—镍硅热电偶时R2＝5.33Ω；配用镍铬—考铜热电偶时R2＝8.92Ω；配用铂铑—铂热电偶时R2＝0.74Ω。 ②下支路限流电阻R3，是一个固定电阻，它与R2配合，保证了下支路回路的工作电流为2mA。由于铜