講得最透徹的電容式差壓變送器原理帶圖PPT課件

1、 由于電源與信號分別傳送，因此對電流信號的零點(diǎn)及元器件的功耗無嚴(yán)格要求。在該傳輸方式中，若變送器的一個(gè)輸出端與電源裝置的負(fù)端相連，也就成了三線制傳輸。輸。2 2 兩線制傳輸 變送器與控制室之間僅用兩根導(dǎo)線傳輸。這兩根導(dǎo)線既是電源線，又是信號線，如右圖所示。圖中的變送器稱為兩線制變送器。第1頁/共57頁 采用兩線制變送器不僅可節(jié)省大量電纜線和安裝費(fèi)用，而且有利于安全防爆。因此這種變送器得到了較快的發(fā)展。 要實(shí)現(xiàn)兩線制變送器，必須采用活零點(diǎn)的電流信號。由于電源線和信號線公用，電源供給變送器的功率是通過信號電流提供的。在變送器輸出電流為下限值時(shí)，應(yīng)保證它內(nèi)部的半導(dǎo)體器件仍能正常工作。因此，信號電流的

2、下限值不能過低。國際統(tǒng)一電流信號采用4 42OmA(DC)2OmA(DC)，為制作兩線制變送器創(chuàng)造了條件。第2頁/共57頁 許多模擬變送器的構(gòu)成方框圖見右圖，它包括測量部分（即輸入轉(zhuǎn)換部分）、放大器和反饋部分。測量部分用以檢測被測參數(shù)x,x,并將其轉(zhuǎn)換成能被放大器接受的輸入信號z zi i( (電壓、電流、位移、作用力或力矩等信號) )。反饋部分則把變送器的輸出信號y y轉(zhuǎn)換成反饋信號z zf f，再回送至輸入端。z zi i與調(diào)零信號z z0 0的代數(shù)和同反饋信號z zf f進(jìn)行比較，其差值 送入放大器進(jìn)放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號y y。3 許多模擬變送器的構(gòu)成原理許多模擬變送器的構(gòu)成原理第

3、3頁/共57頁 由下圖可以求得變送器輸出與輸入之間的關(guān)系為: : 式中，K K放大器的放大系數(shù)； F F反饋部分的反饋系數(shù)； C C測量部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)。 當(dāng)滿足深度負(fù)反饋的條件，即KFlKFl時(shí)，上式變?yōu)? : 上式表明，在KFlKFl的條件下，變送器輸出與輸入之間的關(guān)系取決于測量部分和反饋部分的特性，而與放大器的特性幾乎無關(guān)。如果轉(zhuǎn)換系數(shù)C C和反饋系數(shù)F F是常數(shù)，則變送器的輸出與輸入將保持良好的線性關(guān)系。FZCXY0KFZCXKY1)(0第4頁/共57頁 變送器的輸入輸出特性示于右圖，x xmaxmax和x xminmin分別為被測參數(shù)的上限值和下限值，也即變送器測量范圍的上、下限值 (

4、 (圖中x xminmin=0),y=0),ymaxmax和y yminmin分別為輸出信號的上限值和下限值。它們與統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號的上、下限值相對應(yīng)。4 4 量程調(diào)整、零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移變送器涉及的另一個(gè)共性問題是量程、零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移。第5頁/共57頁(1) (1) 量程調(diào)整 量程調(diào)整 ( (即滿度調(diào)整) )的目的是使變送器輸出信號的上限值y ymaxmax與測量范圍的上限值x xmaxmax相對應(yīng)。即當(dāng)x=xx=xmaxmax時(shí)，使y=yy=ymaxmax。量程調(diào)整通常是通過改變反饋系數(shù)F F的大小來實(shí)現(xiàn)的。F F大，量程就大；F F小，量程就小。有些變送器還可以通過改變轉(zhuǎn)換系數(shù)C C來調(diào)

5、整量程。第6頁/共57頁(2) 零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移的目的，都是使變送器輸出信號的下限值ymin與測量范圍的下限值xmin相對應(yīng)。即當(dāng)x=xmin時(shí)，使y=ymin。在xmin=0時(shí)，為零點(diǎn)調(diào)整,在xmin不等于時(shí)，為零點(diǎn)遷移。也就是說，零點(diǎn)調(diào)整使變送器的測量起始點(diǎn)為零，而零點(diǎn)遷移則是把測量起始點(diǎn)由零遷移到某一數(shù)值 (正值或負(fù)值)。第7頁/共57頁 當(dāng)測量起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽?，稱為正遷移；反之，當(dāng)測量起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱為負(fù)遷移。 變送器零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移可通過改變調(diào)零信號z z0 0的大小來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)z z0 0為負(fù)時(shí)可實(shí)現(xiàn)正遷移；而當(dāng)z z0 0為正時(shí)則可實(shí)現(xiàn)負(fù)遷移。

6、第8頁/共57頁 二、電容式差壓變送器 ( (見教材P142P142P146)P146)電容式差壓變送器是沒有杠桿機(jī)構(gòu)的變送器，它采用差動(dòng)電容作為檢測元件，整個(gè)變送器無機(jī)械傳動(dòng)、調(diào)整裝置，并且測量部分采用全封閉焊接的固體化結(jié)構(gòu)，因此儀表結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定、可靠，且具有較高的精度。一個(gè)典型的變送器的主要性能指標(biāo)如下：（1）基本誤差 有 0.25%， 0.35%， 0.5%三 種；（2）輸出信號 420mA(DC)(兩線制)（3）負(fù)載電阻 0600 （在24V(DC)供電時(shí)）， 01650 （在45V(DC)供電時(shí)）。（4）電源電壓 1245V(DC),一般為24V(DC)。第9頁/共57頁高壓側(cè)

7、高壓側(cè)進(jìn)氣口進(jìn)氣口低壓側(cè)低壓側(cè)進(jìn)氣口進(jìn)氣口電子線電子線路位置路位置內(nèi)部不銹鋼膜片的位置內(nèi)部不銹鋼膜片的位置各種電容式壓力變送器外形圖第10頁/共57頁各種電容式壓力變送器外形圖第11頁/共57頁法蘭法蘭各種電容式壓力變送器外形圖第12頁/共57頁 變送器包括測量部分和轉(zhuǎn)換放大電路兩部分，其構(gòu)成方框如圖所示。輸入差壓 p pi i作用于測量部分的感壓膜片，使其產(chǎn)生位移，從而使感壓膜片（即可動(dòng)電極）與兩固定電極所組成的差動(dòng)電容器之電容量發(fā)生變化。此電容變化量由電容電流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電流信號，電流信號與調(diào)零信號的代數(shù)和同反饋信號進(jìn)行比較，其差值送入放大電路，經(jīng)放大得到整機(jī)的輸出電流I I0 0。 第

8、13頁/共57頁（一）測量部分（部件） 測量部分的作用是把被測差壓 p pi i轉(zhuǎn)換成電容量的變化。它由正、負(fù)壓測量室和差動(dòng)電容檢測元件（膜盒）等部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 差動(dòng)電容檢測元件包括中心感壓膜片1111，( (即可動(dòng)電極) )，正、負(fù)壓側(cè)弧形電極1212、1010（即固動(dòng)電極) )，電極引線1 1、2 2、3 3，正、負(fù)壓側(cè)隔離膜片1414、8 8和基座1313、9 9等。在檢測元件的空腔內(nèi)充有硅油，用以傳遞壓力。感壓膜片和其兩邊的正負(fù)壓側(cè)弧形電極形成電容C Ci1i1和C Ci2i2。無差壓輸入時(shí)，C Ci1i1=C=Ci2i2，其電容量約為15015017OpF17OpF。第1

9、4頁/共57頁第15頁/共57頁電容式差壓變送器測量部件電容式差壓變送器測量部件1-1-隔離膜片；隔離膜片；2 2，7-7-固定弧形電極；固定弧形電極；3-3-硅油；硅油；4-4-測量測量膜片；膜片；5-5-玻璃層；玻璃層；6-6-底座底座第16頁/共57頁 當(dāng)被測差壓 p pi i通過正、負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓口引入正、負(fù)壓室，作用于正、負(fù)壓側(cè)隔離膜片上時(shí)，迫使硅油向右移動(dòng)，將壓力傳遞到中心感壓膜片的兩側(cè)，使膜片向右產(chǎn)生微小位移 S S，如圖所示。輸入差壓 p pi i與中心感壓膜片位移 S S的關(guān)系可表示為： S S =K =K1 1 p pi i 式中K Kl l為由膜片材料特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)所確定的系

10、數(shù)。第17頁/共57頁 設(shè)中心感壓膜片與兩邊固定電極之間的距離分別為S S1 1和S S2 2 。當(dāng)被測差壓 p pi i=0=0時(shí)，中心感壓膜片與兩邊固定電極之間的距離相等。設(shè)其間距為S SO O，則S S1 1=S=S2 2=S=S0 0。當(dāng)被測差壓 p pi i不等于0 0時(shí)，中心感壓膜片產(chǎn)生位移 S S。此時(shí)有： S S1 1=S=S0 0+ + S S，S S2 2=S=S0 0- - S S若不考慮邊緣電場的影響，感壓膜片與兩邊固定電極構(gòu)成的電容C Ci1i1和C Ci2i2，可近似地看成是平板電容器。其電容量分別為： C Ci1i1= = A/(A/(S S0 0+ + S)S)

11、 C Ci2 i2 = = A/(A/(S S0 0- - S) S) 式中 為極板間介質(zhì)的介電常數(shù)；A A為固定極板的面積。第18頁/共57頁 經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出： (C(Ci2i2- C- Ci1i1)/(C)/(Ci2i2+ C+ Ci1i1) ) = = S/S/S S0 0=K=K2 2 S S K K2 2=1/S=1/S0 0上式表明：(a)(a)差動(dòng)電容的相對變化量(C(Ci2i2- C- Ci1i1)/(C)/(Ci2i2+ C+ Ci1i1) )與 S S 成線性關(guān)系，因此轉(zhuǎn)換放大部分應(yīng)將這一相對變化值變換為直流電流信號。(b) (C(b) (Ci2i2- C- Ci1i1)

12、/(C)/(Ci2i2+ C+ Ci1i1) )與介電常數(shù) 無關(guān)。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)?是隨溫度變化的，現(xiàn) 不出現(xiàn)在式中，無疑可大大減小溫度對變送器的影響。(c) (c) (C(Ci2i2- C- Ci1i1)/(C)/(Ci2i2+ C+ Ci1i1) )與S S0 0有關(guān)。S S0 0愈小，差動(dòng)電容的相對變化量愈大，即靈敏度愈高。 (C(Ci2i2- C- Ci1i1)/(C)/(Ci2i2+ C+ Ci1i1)= K)= K1 1K K2 2 p pi i第19頁/共57頁 應(yīng)當(dāng)指出，在上述的討論中，并沒有考慮到分布電容的影響。事實(shí)上，由于分布的電容C C0 0的存在，差動(dòng)電容的相對變化

13、量變?yōu)椋?分布電容的存在將會(huì)給變送器帶來非線性誤差，為了保證儀表的精度，應(yīng)在轉(zhuǎn)換電路中加以克服。2010212010210() ()() ()2iiiiiiiiCCCCCCCCCCCCC（二）轉(zhuǎn)換和放大電路（二）轉(zhuǎn)換和放大電路轉(zhuǎn)換和放大電路的作用是將上述差動(dòng)電容的相對變化轉(zhuǎn)換和放大電路的作用是將上述差動(dòng)電容的相對變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流輸出信號。此外，還要實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)調(diào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流輸出信號。此外，還要實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)調(diào)整、正負(fù)遷移、量程調(diào)整、阻尼調(diào)整等功能。其原理整、正負(fù)遷移、量程調(diào)整、阻尼調(diào)整等功能。其原理框圖如下頁圖所示?？驁D如下頁圖所示。第20頁/共57頁轉(zhuǎn)換放大電路原理框圖第21頁/共57頁 該電

14、路包括電容- -電流轉(zhuǎn)換電路及放大電路兩部分。它們分別由振蕩器、解調(diào)器、振蕩控制放大器以及前置放大器、調(diào)零與零點(diǎn)遷移電路、量程調(diào)整電路 ( (負(fù)反饋電路) )、功放與輸出限制電路等組成。 差動(dòng)電容器Ci1Ci1、Ci2Ci2由振蕩器供電，經(jīng)解調(diào) ( (即相敏整流) )后，輸出兩組電流信號：一組為差動(dòng)信號；另一組為共模信號。差動(dòng)信號隨輸入差壓 pipi而變化，此信號與調(diào)零及調(diào)量程信號( (即反饋信號) )迭加后送入運(yùn)算放大器IC3,IC3,再經(jīng)功放和限流得到4 42OmA2OmA的輸出電流。共模信號與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，其差值經(jīng)IC1IC1放大后，去作為振蕩器的供電，從而使共模信號保持不變。下面的

15、分析將證實(shí)，當(dāng)共模信號為常數(shù)時(shí)，能保證差動(dòng)信號與輸入差壓之間成單一的比例關(guān)系。轉(zhuǎn)換放大部分的完整電路圖最后給出。第22頁/共57頁1 1、電容電流轉(zhuǎn)換電路 電容- -電流轉(zhuǎn)換電路的功能是將差動(dòng)電容的相對變化值成比例地轉(zhuǎn)換為差動(dòng)電 流 信 號 ( ( 即 電 流 變 化值) )。 (1)(1)振蕩器 振蕩器用來向差動(dòng)電容C Ci 1i 1、C Ci 2i 2提供高 頻 電 流 ， 它 由 晶 體 管BGBG1 1、變壓器T T1 1及一些電阻、電容組成。振蕩器電路如右圖所示。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，只要適當(dāng)選擇電路元件的參數(shù)，便可滿足振蕩條件。振蕩器原理圖振蕩器原理圖第23頁/共57頁(2)(2)解調(diào)和振

16、蕩控制電路這部分電路包括解調(diào)器和振蕩控制放大器。前者主要由二極管D1D8構(gòu)成，后者即為集成運(yùn)算放大器ICIC1 1。電路原理見下頁圖。 振蕩器由放大器ICIC1 1的輸出電壓V Vo1o1供電，從而使ICIC1 1能控制振蕩器的輸出幅度。第24頁/共57頁 解調(diào)和振蕩控制電路圖i2i1第25頁/共57頁 圖中R Ri i為并在電容C C1111兩端的等效電阻。V VR R是運(yùn)算放大器ICIC2 2的輸出電壓。由電路總圖可知，此電壓是穩(wěn)定不變的，它作為ICIC1 1輸入端的基準(zhǔn)電壓源。 ICIC1 1的輸出電壓V Vo1o1作為振蕩器的電源電壓。變壓器T T1 1的三個(gè)繞組 (L(L1-121-

17、12、L L2-112-11、L L3-103-10) )分別與一些二極管和差動(dòng)電容串接在電路中。由于差動(dòng)電容器的容量很小，其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C C1111和C C1717, , 因此在振蕩器輸出幅度恒定的情況下，通過C Ci1i1和C Ci2i2的電流的大小，主要取決于這兩個(gè)電容的容量。（i i）解調(diào)器 它用于對差動(dòng)電容C Ci1i1和C Ci2i2的高頻電流進(jìn)行半波整流。第26頁/共57頁當(dāng)振蕩器輸出為負(fù)半周時(shí)，即同名端為負(fù)時(shí)，D1、D5和D4、D8導(dǎo)通而D2、D6和D3、D7截止，線圈L1-12產(chǎn)生的電壓經(jīng)如下路徑形成電流i 2 :L2-11D2、D6Ci2C17Ri C11L2-11當(dāng)振蕩器

18、輸出為正半周時(shí)，即同名端為正時(shí)，當(dāng)振蕩器輸出為正半周時(shí)，即同名端為正時(shí)，D2、D6和和D3、D7導(dǎo)通而導(dǎo)通而D1、D5和和D4、D8截止，線圈截止，線圈L2-11產(chǎn)生的電產(chǎn)生的電壓經(jīng)如下路徑壓經(jīng)如下路徑形成電流形成電流i2：L3-10D3、D7Ci1C17R6 R8L3-10同時(shí)線圈L3-10產(chǎn)生的電壓經(jīng)如下路徑形成電流i1 :L L1 1- -12 12 R R7 7 R R9 9 C C17 17 C Ci2 i2 D D1 1、D D5 5L L1-121-12L L2 2- -11 11 R Ri i C C1111 C C17 17 C Ci1 i1 D D4 4、D D8 8 L

19、L2-112-11同時(shí)線圈同時(shí)線圈L2-11產(chǎn)生的電壓經(jīng)如下路徑形成電流產(chǎn)生的電壓經(jīng)如下路徑形成電流i 1 :第27頁/共57頁第28頁/共57頁 根據(jù)電路條件，差動(dòng)電容的電容量很小，即它們的阻抗較大，其它電阻和電容的阻抗相對來說可忽略不計(jì)。設(shè)線圈L L2 2- -1111、L L3 3- -1010、L L1-121-12電壓的峰值為U Um m，通過C Ci1i1和C Ci2i2的電流的峰值分別為I ICi2Ci2、I ICi1Ci1：半波整流的平均電流公式為半波整流的平均電流公式為I I整整=KI=KIm m=I=Im m/ / I ICi2Ci2= = C Ci2i2U Um m I

20、ICi1Ci1= = C Ci1i1U Um m 為振蕩角頻率。為振蕩角頻率。第29頁/共57頁 這樣半波整流電流分別為 I I2 2= = C Ci2i2U Um m/ / I I1 1= = C Ci1i1U Um m/ / I I 2 2= = C Ci2i2U Um m/ / I I 1 1= = C Ci1i1U Um m/ / （波形對稱的情況下） I I2 2=I=I 2 2 I I1 1=I=I 1 1 (I(I2 2-I-I1 1)/(I)/(I2 2+I+I1 1)= )= (C(Ci2i2-C-Ci1i1)/(C)/(Ci2i2+C+Ci1i1) ) 流過R Ri iC

21、C1111的電流為 I Ii i=I=I2 2-I-I1 1=(I=(I2 2+I+I1 1) )(C(Ci2i2-C-Ci1i1)/(C)/(Ci2i2+C+Ci1i1) )只要保持I I2 2+I+I1 1為定值，差動(dòng)電容的相對變化量就正比于I Ii i。如何保持I I2 2+I+I1 1為定值呢？這就是振蕩控制放大器的作用。 第30頁/共57頁（iiii）振蕩控制放大器ICIC1 1的作用就是使流過D D3 3、D D7 7和D D1 1、D D5 5的電流之和I I1 1+I+I2 2等于常數(shù)。由前圖可知，ICIC1 1的輸入端接受兩個(gè)電壓信號：一個(gè)是基準(zhǔn)電壓V VR R在R R9 9

22、和R R8 8上的壓降；另一個(gè)是I I1 1+I+I2 2在R R6 6/R/R8 8和R R7 7/R/R9 9上的壓降。這兩個(gè)電壓信號之差送入ICIC1 1，經(jīng)放大得到V Vo1o1，去控制振蕩器。當(dāng)ICIC1 1為理想運(yùn)算放大器時(shí)，由ICIC1 1、振蕩器、及解調(diào)器一部分電路所構(gòu)成的深度負(fù)反饋電路，使放大器輸入端的兩個(gè)電壓信號近似相等，即 12iiVV第31頁/共57頁據(jù)此可求得I1+I2的數(shù)值。從電路分析可知，這兩個(gè)電壓信號的關(guān)系式分為： 因R6=R9，R7=R8，故上兩式可分別簡化為 1896879RRiVVVRRRRRR16827926879()()iIRRIRRVRRRR8916

23、8iRRRVVRR6821268()iR RVIIRR第32頁/共57頁 由于 可求得 上式中的R6、RR、R9和VR均恒定不變，故I1+I2為一常數(shù)。 令 故12iiVV891268RRRIIVRR2121321iiiiiCCIIIKCC89368RRRKVR R第33頁/共57頁（iii)iii)線性調(diào)整電路 由于差動(dòng)電容檢測元件中分布電容的存在，將造成非線性誤差。 由前可知，分布電容將使差動(dòng)電容的相對變化值減小，從而使I Ii i偏小。為克服這一誤差，在電路中設(shè)計(jì)了線性調(diào)整電路。該電路通過提高振蕩器輸出電壓幅度以增大解調(diào)器輸出電流的方法，來補(bǔ)償分布電容所產(chǎn)生的非線性。調(diào)整電路由D D9

24、9、D D1010、C C3 3、R R2222、R R2323、W W1 1等元件組成?，F(xiàn)將這一電路畫成如下圖所示的原理簡圖，進(jìn)行分析。 第34頁/共57頁 繞組3-103-10和繞組1-121-12輸出的高頻電壓經(jīng)D9、D10整流，在R22、W1、R23上形成直流壓降( (即調(diào)整電壓) )。因R22=R23，故當(dāng)Rw1=0時(shí)，繞組3-103-10和繞組1-121-12回路在振蕩器正、負(fù)半周內(nèi)所呈現(xiàn)的電阻相等，所以V Vi3i3 =0 =0，無補(bǔ)償作用。當(dāng)Rw100時(shí)，兩繞組回路在振蕩器正、負(fù)半周內(nèi)所呈現(xiàn)的電阻不相等，所以V Vi3i300，V Vi3i3的方向如圖中所示。 第35頁/共57

25、頁 該調(diào)整電壓作用于IC1，使IC1的輸出電位降低，振蕩器的供電電壓增加，從而使振蕩器的振蕩幅度增大，提高了Ii，這樣就補(bǔ)償了分布電容所造成的誤差。補(bǔ)償電壓大小取決于W1的阻值，Rw1大，則補(bǔ)償作用強(qiáng)。 第36頁/共57頁2、放大及輸出限制電路 這部分電路的功能是將電流信號Ii放大，并輸出4 420mA20mA的直流電流。此外，還要實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)調(diào)整、正負(fù)遷移、量程調(diào)整、阻尼調(diào)整等功能。其電路原理如下圖所示。(1)(1)放大電路 放大電路主要由集成運(yùn)算放大器IC3和晶體管BG3、BG4等組成。IC3起前置放大作用，BG3和BG4組成復(fù)合管，將IC3的輸出電壓轉(zhuǎn)換為變送器的輸出電流。電阻R31、R33

26、、R34和電位器W3組成反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，輸出電流I0經(jīng)這一網(wǎng)絡(luò)分流，得到反饋電流If，它送至放大器的輸入端，構(gòu)成深度負(fù)反饋，從而保證了I0與Ii之間的線性關(guān)系。第37頁/共57頁第38頁/共57頁 電路中W2為調(diào)零電位器，用以調(diào)整輸出零位。K K為正、負(fù)遷移調(diào)整開關(guān)，開關(guān)撥至相應(yīng)位置，可實(shí)現(xiàn)變送器的正向或負(fù)向遷移。W3為調(diào)量程電位器，用以調(diào)整變送器的量程。 現(xiàn)對放大器的輸入輸出關(guān)系作進(jìn)一步的分析。由圖可知，IC3反相輸入端的電壓( (即A A點(diǎn)的電壓),),是由DW1的穩(wěn)定電壓通過R10和R13、R14分壓所得。該電壓使IC3輸入端的電位在共模輸入電壓范圍內(nèi)，以保證運(yùn)算放大器能正常工作。IC3同

27、相輸入端的電壓VT(即B B點(diǎn)的電壓VB) )是由三個(gè)電壓信號疊加而成的： 第39頁/共57頁 一個(gè)是解調(diào)器的輸出電流Ii在B B點(diǎn)產(chǎn)生的電壓Vi；第二個(gè)是調(diào)零電路在B B點(diǎn)產(chǎn)生的調(diào)零電壓V0；第三個(gè)是調(diào)量程電路( (即負(fù)反饋電路) )的反饋電流If 在B B點(diǎn)產(chǎn)生的電壓Vf。 設(shè)Ri為并在電容C11兩端的等效電阻( (參見下圖) )，則Vi=-RiIi。Vi為負(fù)值，是由于C11上的壓降為上正下負(fù)( (參見上圖) )，即B B點(diǎn)的電位隨Ii的增加而降低。第40頁/共57頁第41頁/共57頁調(diào)零電路如右圖所示。設(shè)R0為計(jì)算V0時(shí)在B點(diǎn)處的等效電阻?？捎蓤D求得調(diào)零電壓V0為 ：1220012122

28、36022360/()DWWDWWWWVRRVVRRRRRRR220212236022360/()()WWWWRRRRRRRRR第42頁/共57頁第43頁/共57頁調(diào)量程電路如右圖所示。調(diào)量程電路如右圖所示。設(shè)設(shè)Rf為計(jì)算為計(jì)算Vf時(shí)時(shí)If流經(jīng)流經(jīng)B B點(diǎn)處的等效負(fù)載電阻，點(diǎn)處的等效負(fù)載電阻，Rcd為電位器滑觸點(diǎn)為電位器滑觸點(diǎn)c c和和d d之間的等效電阻，按之間的等效電阻，按-Y變換方法可得變換方法可得：3 13 133 1WcdWRRRRR第44頁/共57頁3131313WWRRRR左31313131313313131313313131313WWWWWcdWWWWWRRRRRRRRRRRR

29、RRRRR左左3131313WWRRRR左第45頁/共57頁由于故可近似地求得反饋電流I If f為：所以 式中3433fcdRRRR330034cdffRRIIIRR0ffR IV3433fcdRRRR第46頁/共57頁當(dāng)ICIC3 3為理想運(yùn)算放大器時(shí)，V VT T=V=VF F( (即V VA A=V=VB B) )，則有：將V Vi i、V V0 0和V Vf f的關(guān)系式代入上式得： 設(shè)得：0AifVVVV01iiADWffRIIVVRR451,ifiRKKRR2103445121()iiADWiiCCIK KK K VVCC第47頁/共57頁上面公式表明了變送器輸入差壓上面公式表明了

30、變送器輸入差壓 P Pi i與輸出電流與輸出電流I I0 0之之間成線性關(guān)系。此式還說明間成線性關(guān)系。此式還說明: :(a)(a)等式右邊第二項(xiàng)為調(diào)零信號。在測量下限時(shí)，應(yīng)等式右邊第二項(xiàng)為調(diào)零信號。在測量下限時(shí)，應(yīng)調(diào)整該項(xiàng)使變送器的輸出電流為調(diào)整該項(xiàng)使變送器的輸出電流為4mA4mA?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)電?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)電位器位器W W2 2，或由開關(guān)，或由開關(guān)K K接通接通R R2020或或R R2121來改變。來改變。當(dāng)當(dāng)R R2020接通時(shí)，接通時(shí)， V V 0 0增加，變送器輸出電流減小，從而增加，變送器輸出電流減小，從而可實(shí)現(xiàn)正向遷移；當(dāng)可實(shí)現(xiàn)正向遷移；當(dāng)R R2121接通時(shí)，接通時(shí)，V V 0

31、0減小，可實(shí)現(xiàn)負(fù)減小，可實(shí)現(xiàn)負(fù)向遷移。向遷移。01234451()iADWIK K K KPK K VV第48頁/共57頁 (b) K(b) K4 4為電路放大倍數(shù)，此值與 有關(guān)。調(diào)節(jié)電位器W W3 3可改變 值，可實(shí)現(xiàn)變送器的量程調(diào)整。(c) (c) 改變 值，不僅調(diào)整了變送器的量程，而且也影響了變送器的調(diào)零信號。同樣，改變V V 0 0值 ，不僅改變了變送器零位，對滿度輸出也會(huì)有影響。因此，在儀表調(diào)校時(shí)，應(yīng)反復(fù)調(diào)整零點(diǎn)和滿度。第49頁/共57頁 該電路由晶體管BGBG2 2、電阻R R1818等組成，見圖。其作用是防止輸出電流過大，損壞器件。當(dāng)輸出電流超過允許值時(shí)，R R1818上壓降變大，使BGBG2 2的集極電位降低，從而使該管處于飽和狀態(tài)，因此流過BGBG2 2，也即流過BGBG4 4的電流受到限制。輸出限制電路可保證在變送器過載時(shí)，輸出電流I I0 0不大于3OmA3OmA放大電路中其它元件的作用如下：放大電路中其它元件的作用如下：R R3838、R R3939、C C2222和和W W4 4等構(gòu)成阻尼電路，用于抑制送器的等構(gòu)成阻尼電路，用于抑制送器的輸出因被測差壓變化所引起的波動(dòng)。輸出因被測差壓變化所引起的波動(dòng)。W W4 4為阻尼時(shí)間常為阻尼時(shí)間常數(shù)調(diào)整電位器，調(diào)節(jié)數(shù)調(diào)整電位器，調(diào)節(jié)W W4 4可改變動(dòng)態(tài)