4第二章變送器和轉(zhuǎn)換器

1、第二章變送器和轉(zhuǎn)換器l 課內(nèi)講授的主要單元：差壓變送器、溫度變送器、電/氣轉(zhuǎn)換器等。l 第一節(jié)變送器的l 作用：將各種工藝變量，如溫度、（差壓）、流量、液位、成份等，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。l 一、原理l 變送器通常由三部分組成：測(cè)量部分（輸入轉(zhuǎn)換部分）、放大器部分和反饋部分。l 此外，還設(shè)有調(diào)零及零點(diǎn)遷移機(jī)構(gòu)。1.框圖：z0 eyzixl C 轉(zhuǎn)換系數(shù)l K 放大系數(shù)l F 反饋系數(shù)反饋部分F放大器K測(cè)量部分C調(diào)零、零點(diǎn)遷移2.輸入/輸出關(guān)系：K1y =(Cx + z)01+ KF當(dāng) KF >> 1時(shí):y = 1 (Cx + z)0Fl 即在滿足深度負(fù)反饋( KF >&g

2、t; 1 )的條件下,變送器的特性只與測(cè)量部分和反饋部分的特性有關(guān)， 而與放大器的特性無(wú)關(guān)。二、量程調(diào)整、零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移1. 量程調(diào)整目的：使變送器輸出信號(hào)的上限值ymax與測(cè)量范圍的上限值xmax相對(duì)應(yīng)。方法：通常通過(guò)改變反饋系數(shù)F的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。有時(shí)也可通過(guò)改變轉(zhuǎn)換系數(shù)C來(lái)調(diào)整。2. 零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移目的：使變送器輸出信號(hào)的下限值ymin與測(cè)量范圍的下限值xmin相對(duì)應(yīng)。方法：通過(guò)改變調(diào)零信號(hào)z0的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。零點(diǎn)遷移與量程調(diào)整同時(shí)進(jìn)行，可提高儀表的測(cè)量精度。第二節(jié)差壓變送器l 作用：將液體、氣體或蒸汽的、流量、液位等l工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。l 種類：力（力矩）平衡式電容式電感式

3、電阻式llll一、電容式差壓變送器（一）l 1.概述及工作原理電容Dpi位移變化測(cè)量部分調(diào)零、零點(diǎn)遷移信號(hào)電流信號(hào)Io+ -反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換放大部分反饋電路放大和輸出限制電路電容-電流轉(zhuǎn)換電路差動(dòng)電容感壓膜片工作原理簡(jiǎn)述：差壓作用在感壓膜片上使其產(chǎn)生微小位移，ll從而使感壓膜片與固定電極的兩個(gè)電容發(fā)生變化，其差動(dòng)電容的相對(duì)變化量與被測(cè)差壓成正比。此差動(dòng)電容再由電容-電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為差l動(dòng)電流，在振蕩放大器的下，可使差動(dòng)電流正比于差動(dòng)電容（即與被測(cè)差壓成正比）。由放大電路將該差動(dòng)電流放大并轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),其輸出也與被測(cè)差壓成正比。ll 2.主要性能指標(biāo)l 基本誤差：±0.25%，

4、77;0.35%，±0.5%三種。l 負(fù)載電阻：0600W（24VDC供電時(shí)）01650W（45VDC供電時(shí)）。l 電源電壓：1245VDC（一般為24VDC）l 確定具體型號(hào)時(shí)，還有測(cè)量范圍，靜壓，溫度及材質(zhì)等指標(biāo)。（二）l 1.作用測(cè)量部件l 將被測(cè)差壓Dpi轉(zhuǎn)換成電容的變化量。l 2.由正、負(fù)壓測(cè)量室和差動(dòng)電容檢測(cè)元件等組成。l13電極引線；4膜盒座；5差動(dòng)電容膜盒；6副壓測(cè)導(dǎo)壓口；7硅油；8負(fù)壓側(cè)膜片；9負(fù)壓室基座；10負(fù)壓側(cè)弧形電極；11中心感壓膜片；12正壓側(cè)弧形電極；13正壓室基座；14正壓側(cè)膜片；15正壓側(cè)導(dǎo)壓口；16放氣排液螺釘；17O型密封環(huán)；18插頭l 3.輸入

5、/輸出關(guān)系S0DSS0DS = K1 Dpi= eA =eA= eA =eACCi 2i1S - DSS + DSS1S20101DC = C- C= eA(-)i 2i1S - DSS + DS00S2S11S0 - DS1S0 + DSeA (-)- Ci1= DS = K DS = K K DpCi 2=221i+ Ci11S0 - DS1S0 + DSCi 2S0eA (+)即：差動(dòng)電容的相對(duì)變化量與輸入差壓成正比。（三）轉(zhuǎn)換放大電路l 作用：將差動(dòng)電容的相對(duì)變化量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流輸出信號(hào)。：由電容-電流轉(zhuǎn)換電路及放大電路組成。ll 轉(zhuǎn)換放大電路原理框圖量程調(diào)整（負(fù)反饋）Ci2 Ci1

6、-差動(dòng)信號(hào)功放及輸出限制IC3+振蕩器解調(diào)器E共+前置放大器-1245V模信號(hào)Io420mAIC1振蕩放大器穩(wěn)壓源RL電容電流轉(zhuǎn)換器放大及輸出限制電路基準(zhǔn)電壓調(diào)零及零點(diǎn)遷移l 1.電容-電流轉(zhuǎn)換電路l 作用：將差動(dòng)電容的相對(duì)變化值轉(zhuǎn)換為差動(dòng)電流的變化值。：由振蕩器、解調(diào)和振蕩性調(diào)整電路等組成。放大器、線ll 1）振蕩器l 作用：用于向差動(dòng)電容提供高頻電流。：變壓器反饋型振蕩器。lCR29C19Uo1VC20=12p LCl 振蕩頻率：fLT1l 2）解調(diào)和振蕩電路l 作用：實(shí)現(xiàn)電容變化到電流變化的轉(zhuǎn)換。：由解調(diào)器和振蕩放大器組成。lT1C17I2112R9R7Ui1I2IC + CRi112-

7、+1-8CIVD4 VD8URR8i1U1i2R6C11I1103I1VD3 VD7VD1 VD5I2VD2 VD6Ci2振蕩器l 解調(diào)器工作原理：l 繞組2-11輸出的交流電流經(jīng)VD4、VD8和VD2、VD6整流后得到直流分量I1和I2。I1流經(jīng)路線：T1(11)RiC17Ci1VD8、VD4T1(2)I2流經(jīng)路線：T1(2)VD2、VD6Ci2 C17 RiT1(11)lllll I1和I2均流經(jīng)Ri，但方向相反，即Ri上的直流分量Ii=I2-I1 ,即解調(diào)器輸出的差動(dòng)電流信號(hào)。該信號(hào)即為后續(xù)放大電路的輸入信號(hào)。l 又因Ci1和Ci2的容量非常小，所以電流的大小主 要由Ci1和Ci2決定。

8、l 繞組3-10輸出的交流電流經(jīng)VD3、VD7整流后可得到直流分量I1（電路設(shè)計(jì)時(shí)，使流過(guò)VD3、VD7和流過(guò)VD4、VD8的電流相等） 。此I1流經(jīng)路線：T1(3) VD3、VD7 Ci1C17 R6R8T1(10)ll 繞組1-12輸出的交流電流經(jīng)VD5、VD1整流后可得到直流分量I2（電路設(shè)計(jì)時(shí)，使流過(guò)VD5、VD1和流過(guò)VD2、VD6的電流相等） 。此I2流經(jīng)路線：l T1(12) R7R9 C17 Ci2 VD5、VD1 T1(1)l 這里的I1和I2分別流經(jīng)R6R8 和R7R9,且方向相同,從而形成解調(diào)器輸出的共模電流信號(hào)。l I1與I2的值：1UPUPUPPp2pò0U

9、 =UP sinwt dwt = 2p´ 2 = p =2p( UP為峰值電壓， UPP為峰-峰電壓）U= wCU = 2pf CU = 2pf C UPPI = UCf1PP2pwCI1 = U PPCi1 f即：= U PPCi 2I2fI2 - I1 = U PP (Ci 2 - Ci1 ) fI2 + I1 = U PP (Ci 2 + Ci1 ) f- Ci1) Ci 2I = I- I= U(C- C) f = (I+ Ii21PPi 2i112C+ Ci 2i1l 由此可見，只要保證I2+I1恒定，即可實(shí)現(xiàn)差動(dòng)電容的相對(duì)變化值與差動(dòng)電流Ii的線性轉(zhuǎn)換關(guān)系。l 為此，電路

10、中設(shè)置了振蕩I2+I1恒定。放大器，以保證l 振蕩放大器工作原理：URURU=R -Ri189R + RR + R6879= I1 (R6 R8 ) + I2 (R7 R9 )Ui 2R + RR + R6879l 由于R6 = R9， R7 = R8 ，由此可得= R8 - R9UUi1RR + R68R6 R8U=(I + I)i 212R + R68l 因 Ui1 = Ui2 ，所以= R8 - R9I + IU12RR R68l 式中的R6、R8、R9和UR均恒定不變，所以I1+I2為常數(shù)。令I(lǐng)1+I2=K3，則：- Ci1- Ci1) Ci 2Ci 2I = I- I= (I+ I=

11、 Ki21123C+ CC+ Ci 2i1i 2i1= K3 K2 K1DPil 即Ii與輸入差壓信號(hào)Pi成線性轉(zhuǎn)換關(guān)系。2.放大及輸出限制電路lR31VD12R33d RP3RP31IocRIiIf182445VVD11RR1020RCR11 UFC113416A-S UICVZVTURP21 R36UTBf313i+RR17LU RR0 P4P22R13CRR39R383722RR2114VT2C12VT4R16R19l 放大電路包括前置放大器IC3和VT3、VT4組成的功放。l IC3的反相端輸入信號(hào)為UA，為恒定值。l IC3的同相端輸入信號(hào)包括調(diào)零信號(hào)U 、差動(dòng)0電流Ii在B點(diǎn)產(chǎn)生的

12、電壓Ui和反饋電流在B點(diǎn)產(chǎn)生的反饋電壓信號(hào)Uf 。U0 = UVZ1Ui = -RiIi（C11上正、下負(fù)）Uf = Rf IO / l 這里：lll 由UB = Ui+U0+Uf = UA可得：l IO = (Ri / Rf) Ii + (/Rf)(UA-UVZ1)l 設(shè):K4=Ri / Rf，K5 =1/Ril 則： IO = ( Ri / Rf) Ii + ( /Rf)(UA-UVZ1)=K4Ii + K4K5 (UA-UVZ1)=K4K3K2K1Pi + K4K5 (UA-UVZ1)lll 可見：l (1) 變送器輸出信號(hào)IO與輸入差壓信號(hào)成正比;l (2)式中第2項(xiàng)為調(diào)零信號(hào)。改變R

13、P2及R20、R21接法， 可調(diào)整零點(diǎn)。 R20接通，U0增加，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)正遷移； R21接通，U0減小，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)負(fù)遷移；l (3) K4為電路放大倍數(shù),與值有關(guān),改變RP3大小,可改變值,即改變量程；l (4) 兩項(xiàng)中均含有K4,所以調(diào)零與調(diào)量程相互影響。二、擴(kuò)散硅式差壓變送器l 由測(cè)量和放大轉(zhuǎn)換電路兩部分組成擴(kuò)散硅式差壓變送器框圖pUs測(cè)量部分UzUo1Io放大轉(zhuǎn)換部分前置放大器擴(kuò)散硅壓阻傳感器電壓-電流轉(zhuǎn)換器傳感器供電電路零點(diǎn)調(diào)整電路l 工作原理簡(jiǎn)述：l 輸入差壓變化時(shí)，由擴(kuò)散硅壓阻傳感器組成的不平衡電橋的輸出電壓Us發(fā)生變化，且Us與輸入差壓信號(hào)Pi成正比。該電壓信號(hào)置放大器放大后，再由

14、電壓-電流轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為420mADC的輸出電流信號(hào)。因采用線性放大及轉(zhuǎn)換電路，所以輸出電流信號(hào)IO與輸入差壓信號(hào)Pi也呈線性關(guān)系。(一)測(cè)量部件l 1.過(guò)載保護(hù)裝置l 2.金屬l 3.硅油l 4.硅杯l 5.膜片密封l 6.引出線l 測(cè)量部件簡(jiǎn)化原理圖傳感器未受壓時(shí)：lISR= R= R=R=RS1S2S3S40傳感器受壓時(shí)：R=K1 PiRS1= RS3=R0 + R RS2= RS4=R0 - RUS= RS3IS / 2 RS4IS / 2= (R0 + R) IS /2 - (R0 -R) IS /2=IS R= IS K1 Pi即: US與Pi成線性關(guān)系。lRS1RS2傳感器RS

15、4RS3USIS(二)電路原理I1VD1VT3R15R14C3CI1OR1IOVZ2UT2RUVZ1VZ1LUT1IC2R7R10UF2-24V RIC21IS-RUF116R5RS1R4R12UT4RS2傳感器IC4UO1VT2UF4W1-W2UZUVT1ORS4RRS36UR13SUR3R8C2F3 ICIS3+R11UT2R9R5= R6 ， R7= R8= R10= R11 ， R9= R16l 1、傳感器供電電路由運(yùn)放IC1、穩(wěn)壓管VZ1及R1、R2、R3等組成,其作用是為檢測(cè)橋路提供恒定工作電流（IS）。lUF1 = UT1 = UVZ1IS =UT1/R3 =UVZ1/R3UVZ

16、1為VZ1穩(wěn)壓值，所以橋路工作電流（IS）恒定不變，約為1mA。橋路的輸出信號(hào)US與被測(cè)差壓成正比。l 對(duì)于IC1 ：ll 2、前置放大器l 由運(yùn)放IC2、IC3、等組成的高輸入阻抗放大器，用于電壓放大。其輸出為兩個(gè)運(yùn)放輸出端之間的電壓UO1。US=(R + R+ R'+ R )UO154W 16R + R'4W 1R5 + R6= (1+)USR + R'4R6，故W 1因 R5 =2R5= (1+= K UU)UO1S2SR + R'4W 1K2為前置放大器的放大倍數(shù)，其大小可通過(guò)電位器W1調(diào)整。l 3.電壓/電流轉(zhuǎn)換電路由運(yùn)放IC4、晶體管VT1、VT2等

17、組成，其作用是將前置放大器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為4 20mADC的電流信號(hào)。其中，VT2用于電流放大，VT1用于輸出限幅。lIO =IO+I1lllllIO = IO = UO /R13 UO1 / R13即：IO K2 US / R13=K1K2IS Pi / R13IO與被測(cè)差壓信號(hào)成正比。l 調(diào)整W1可改變轉(zhuǎn)換部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)K2，所以W1為量程調(diào)整電位器。l W2為調(diào)零電位器，調(diào)零電壓加在IC4反向端。l 當(dāng)IO過(guò)大時(shí)，R13上的壓降使VT1飽和導(dǎo)通， 使VT2基極電位保持恒定，從而使輸出電流保持恒定，起到限幅作用。簡(jiǎn)化型擴(kuò)散硅差壓變送器原理線路圖RcRS1319mAI2AI1BRS3RS

18、4-+RLICVT420mAIo1mAI1= I2=Ib=0.5mARfRS2Ie24V第三節(jié)溫度變送器一、四線制溫度變送器（一）概述框圖lIoUoUiU zeEtUf量程單元放大單元反饋回路輸出功率放大電壓放大直流-交流變換器整流濾波輸入回路（二）放大單元工作原理l 1.電壓放大電路采用低漂移集成運(yùn)算放大器ll 2.功率放大電路T0 1R14VT12作用：將集成運(yùn)VT52算放大器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一定帶載能力的電流信號(hào)。同時(shí)，通過(guò)3R2R3UfC2R4VDVD12變壓器實(shí)現(xiàn)輸出。l 3.l 采用輸出式輸出的目的是避免輸入與輸出之間存在直接電能力。，以便提高能力及防爆1 T04RFU14

19、7IoVZ035C6VD17VD1885R15VD13 VD1662l 4.直流-交流-直流（DC/AC/DC）變換器部件DC-AC部分為磁耦合式對(duì)稱推挽式多諧振蕩器。l（三）直流毫伏變送器量程單元由輸入電路和反饋電路組成。UF-IC1R101+UR104TC101UiR下上102-UzVZ101VZ102RRUR103106RP21f115dRP11P1RP22R116cRURR111I2RP2fR114107R105I1R109UZR104R110l 輸入電路：(1)限流(R101、R102)、限壓（VZ101、VZ102）(2)濾波（C101）(3)調(diào)零和零點(diǎn)遷移（R103R105、RP

20、1）llll(4)斷線（R109、R110、R140）l 反饋電路：由R106、R107、R111、R114R116和RP2組成，為負(fù)反饋支路，實(shí)現(xiàn)線性轉(zhuǎn)換及量程調(diào)整。ll 輸入/輸出之間關(guān)系：Rcd + R103U= U+ U= U+UTiZiZ+ R/ R+ RR103P1104105+ R111 + RP 21R106/ R107R115U= U=´'UFff+ RRR115116+ R114 + R115RP 22/ R116R106+´UZ+ RRR106107RP11R104R=其中：cdR+ RP1104l 線路設(shè)計(jì)時(shí)，使R105 »R104

21、/（RP1+R103）， R107 »R106R114 » RP2+R106/R107+R115/R116則有：+ Rcd + R103 UU= U+ U» UTiZiZR105» R106 + R111 + RP 21R115+ R106U= U´'UUFffZ+ R+ RRRR111114115116107= UO= UO´ 50 = UO而 U= IRRfO44R250515» R106 + R111 + RP 21R115´ UO+ R106即U= U'´UFfZ+ R+ RRR5

22、R111114115116107l 視IC1為理想運(yùn)算放大器，則有UF = UT，即：R106 + R111 + RP 21R115´ UO+ R106´UZ+ R+ RRR5R111114115116107+ Rcd + R103 U= UiZR105設(shè)：+ R114 )(R115+ R116 )a= Rcd + R103b= 5(R111g= R106,+ R111 + RP 21 )R115(R106R105R107UO = bUi + (a-g)U Z 則：可見，UO與Ui呈線性關(guān)系。(1) 前式中（-）UZ為調(diào)零信號(hào)，改變值可實(shí)現(xiàn)正向或負(fù)向遷移。更換R103可大幅

23、度改變遷移量； 改變R104和RP1，可小范圍改變調(diào)零信號(hào)。(2) 為輸出與輸入之間的比例系數(shù)，由于UO的范圍為15VDC固定不變，所以比例系數(shù)越大，則輸入信號(hào)范圍即量程越小。改變R114可大范圍改變量程，而調(diào)整RP2，可小范圍改變量程。(3) 改變量程影響零點(diǎn)，調(diào)整零點(diǎn)同樣影響測(cè)量范圍。即調(diào)零和調(diào)量程相互有影響。llll（四）熱電偶溫度變送器量程單元l 與直流毫伏變送器的區(qū)別l 1）輸入回路中增加了冷端溫度補(bǔ)償電路，以便補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化對(duì)輸出熱電勢(shì)的影響。l 2）反饋回路中增加了線性化電路，以便實(shí)現(xiàn)變送器輸出信號(hào)與被測(cè)溫度成線性關(guān)系。電路原理圖lUF-R106IC1R101+Et-UT

24、C101RB1022BUz1BVZVZ1011023R104R106UfR100RP2R124R103R111RR105107UZRCu1RCu2R108RP1Uf線性化電路l 1、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路原理l 通常使用銅電阻或PN結(jié)進(jìn)行補(bǔ)償。本例中是采用銅電阻進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹R+ Cu1Cu 2R100R103 + RCu1 + RCu 2U= E + U ' = E +UTtZtZ+ (R+ R+ RR) / R100103Cu1Cu 2105設(shè)計(jì)時(shí)，使R105 »R100+（R103+RCu1）/RCu2，則：1RCu1RCu 2U= E + U ' = E +(

25、R)UTtZt100Z+ R+ RRR105103Cu1Cu 2冷端溫度變化時(shí)，銅電阻阻值發(fā)生變化 ，UZ將發(fā)生變化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。熱電偶在低溫段的特性為下凹形，而后一項(xiàng)也呈下凹形,所以具有較好的補(bǔ)償效果。2、線性化原理及線性化電路熱電偶溫度變送器線性化原理lleUOEtUzeUfUfttttEtUO兩者特性相同t(UO)非線性反饋回路放大器熱電偶線性化電路lR123UfUb+UIC2aR-0UcR115RaR117R118VZ105R119VZ106R116VZ103R121VZ104Us3R120Us4Us2Us1R122UaUa5UaU4a3UaU21a0Uf1Uf2Uf3Uf4Uf4

26、Ufl 第一段,即UfUf2 ,斜率為1 ，此段要求：l UC UD+US1 ，UC < UD+US2 ，l Ua < UD+US4 。l 此時(shí)VZ103VZ106均未導(dǎo)通。UC < UD+US3UfUb+UIC2a-R0R115UcRaR1211 =Ua / UfR120R122Uc與Uf 關(guān)系：R122由于：DU=DUfCR+ R121122= R121 + R122即：DUDUCfR122Ub與Uf 關(guān)系：+ R122 ) / R120(R121由于：DU=DUCb+ R+ R(R) / R121122120115R115所以： DU= (1+)DUbC(R+ R) /

27、 R121= R121 + R122122120R115(1+)DUf(R+ RR) / R122121122120Ua與Uf 關(guān)系：RaDU=DUabR + R0a= R121 + R122R115(R121 + R122 )R120Ra1+DUfR + RR1220aR121 + R122 + R120( R121 + R122 + R120 )= 1+ R121+ R115RaDUfR + RRRR1221221200Raa(1+ R121 + R122 )= 1+ R121+ R115DUfR + RRRR1221221200a斜率1 ：D+ R115 (1+ R121 + R122

28、)U= 1+ R121Rag =a1DUR + RRRRf1221221200al 第二段,即Uf2 UfUf3 ,斜率為2 ，此段要求：l UD+US1 < UC UD+US2 ，UC < UD+US3l Ua < UD+US4 。此時(shí)VZ103VZ105未導(dǎo)通，VZ106導(dǎo)通。UfUb+UIC2aR-0R115UcRaR121R119R120R122D(1+ R121 + R122 )U= 1+ R121+ R115Rag =a2DUR + RRRR/ Rf1221221201190ag2> g1l 第三段,即Uf3 UfUf4 ,斜率為3 ，此段要求：l UD+U

29、S1 < UC UD+US2 ，UC < UD+US3l Ua UD+US4 。l 此時(shí)VZ104VZ105未導(dǎo)通，VZ103、VZ106導(dǎo)通。UfUb+UIC2aR-0R115UcRaR121R116R119R120g < g32R122D+ R115 (1+ R121 + R122 )U= 1+ R121Ra / R116g =a3DUR + R / RRRR/ Rf1221221201190a116l 拐點(diǎn)位置取決于UD和US ;l 要增加斜率時(shí)應(yīng)在R120旁并入電阻支路;l 要要減小斜率時(shí)應(yīng)在Ra旁并入電阻支路;l 斜率的具體值由對(duì)應(yīng)并入支路的電阻值確定。（五）熱電阻

30、溫度變送器量程單元與豪伏變送器相比，增加了線性化電路和導(dǎo)線電阻補(bǔ)償電路。lUZR17R25R23R16R28-IC-ICR24Ur21R29+R19R31R18R3032r1UtR33R27CRt101ItR35R37rVZ1011042Rp2UfR34IrR36r3R26RP1Rl 1、線性化原理和線性化電路l 線性化原理：以鉑電阻為例，其特性呈上凸形（Rt t），即放大倍數(shù)逐漸減小。線性化采用在前向輸入通道中引入正反饋的方法，使其工作電流It逐漸增大， 以便使Ut與Rt呈下凹形，即放大倍數(shù)逐漸增大， 并通過(guò)參數(shù)設(shè)計(jì)，使整個(gè)輸入通道的特性為一直線特性（Ut t），即放大倍數(shù)為常數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)線

31、性化。UtRtUtRtttRtUt線性化電路熱電阻R17R16l 線性化電路U=U+UFZO 2R+ RR+ R16171617R17= -I (R+ RU)將代入后，R16O 2tR17t19U- R16 (Rt + R19 ) IZ-U=UIC2Uo2FZtR+ RR+ R16171617+R而 UT= Ut = -It Rt19，由UT = UF得：R18R17U tIt= R16 R19 - R17 RtU ZRtItgUR 17R16 R19則：I =Z令：g =tgRt UZ1 - gRtU = -I R = -ttt1 - gRt若使gRt < 1，即R17Rt <

32、R16R19，則當(dāng)Rt增大時(shí)， It也增大。Ut 的增量也隨被測(cè)溫度的升高而增大，即Ut與Rt間呈下凹函數(shù)關(guān)系。 只要選擇恰當(dāng)?shù)脑?，則可使Ut與t之間呈近似線性關(guān)系。l 2、導(dǎo)線電阻補(bǔ)償電路UZR17R25R23R16R28-R24UrICIC21R29+R19R31R30R1832r1UtR33R27CRt101R35ItR37rVZ1011042Rp2UfR34IrR36r3Ut = Ut + 2 It r，使Ir = It，則Ur = 2Itr，以此抵消Ut 中的2 It r項(xiàng)影響。R26RP1R二、兩線制溫度變送器l 1、組成l 1）輸入回路R6R11、RCu和RP1組成的橋路C2

33、C5、R17R20組成的濾波電路VD1VD10組成的限幅電路llll 2）反饋回路R13、R14、RP2等組成l 3）放大器IC電壓放大和VT4、VT5組成的功放。l 4）穩(wěn)壓源VZ1、VT1VT3、VT6、VT7等組成。恒流源電壓調(diào)整濾波和限幅電路dI3放大器IfIoI5反饋部分度補(bǔ)cI4輸入橋路(R6=R7=10k)償bI1I2溫al 2、輸入/輸出關(guān)系( 1-2端接Et，3-4端短接)橋臂電流:I1 = I2 = Ib = 0.5(mA)llllllllllVZ1工作電流: I3 = 0.5(mA)IC工作電流:I4 = 0.2(mA)反饋支路電流:If = I5*R14/(R10+RP

34、2+R13+R14) = I5UT = Ib ( RCu + R11 + R9 )UF = Ib ( Rb + R12 + R10 ) + IfR10 Et= Ib ( Rb + R12 + R10 ) + I5 R10 Et其中: Rb = R8RP12/(R8+RP1)視IC為理想IC，所以 UT = UF ，則:I5 = Et /(R10) +Ib（RCu+R11+ R9 Rb - R12 - R10）/(R10) IO = I5+I1+I2+I3+I4= Et /(R10) + Ib（RCu+R11+R9 -Rb -R12 - R10)/(R10) + 1.7ll R6=R7=10k，遠(yuǎn)大于其它電阻，為橋路平衡電阻。l R11、R12為零點(diǎn)遷移電阻，R11用于負(fù)遷移調(diào)整， R12 用于正遷移