第四章顯示儀表§4.1概述

1、第四章 顯示儀表4.1 概述 用于參數(shù)的指示、記錄、累積的儀表顯示儀表的分類：4.2 動(dòng)圈式顯示儀表動(dòng)圈式顯示儀表的實(shí)質(zhì)就是指針式電流/電壓表。其核心部件是一個(gè)磁電式毫安計(jì)。動(dòng)圈式顯示儀表通過一定的內(nèi)置電路可以直接用來作為熱電偶、熱電阻，以及電流或電壓的顯示。部分顯示表還附帶有模擬量輸出，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制功能。一、動(dòng)圈顯示基本原理磁場(chǎng)中，一個(gè)用彈性張絲懸掛的線圈，當(dāng)線圈有電流通過時(shí)，線圈在電磁力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)；在電磁力矩與張絲的彈性力矩平衡時(shí)，線圈達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角并穩(wěn)定下來。指針與線圈相連，指示電流大小。部分動(dòng)圈儀表采用螺旋彈簧（游絲）代替張絲作為彈性體。NS動(dòng)圈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫補(bǔ)與調(diào)整溫度補(bǔ)償采

2、用熱敏電阻抵消線圈熱效應(yīng)。調(diào)零調(diào)整張絲或游絲的固定點(diǎn)。校準(zhǔn)調(diào)整內(nèi)部電阻。阻尼采用并聯(lián)電阻短路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。RTR1R2R3R4+-二、動(dòng)圈式顯示計(jì)熱電偶溫度顯示、電壓與電流顯示校準(zhǔn)后的動(dòng)圈就是一個(gè)包含內(nèi)阻r的電流表（毫安計(jì)）。毫安計(jì)串聯(lián)一個(gè)可調(diào)小電阻，使回路總電阻一定時(shí)，即可用于測(cè)量小電壓熱電偶的輸出。毫安計(jì)串聯(lián)一個(gè)大電阻，使回路其它電阻忽略不計(jì)時(shí)，即可用于測(cè)量大電壓普通電壓表。毫安計(jì)并聯(lián)一個(gè)小電阻，使毫安計(jì)內(nèi)阻r忽略不計(jì)時(shí)，即可用于測(cè)量大電流普通電流表。三、電橋與電阻測(cè)定熱電阻溫度計(jì)的顯示電橋的輸出電壓可以表示為：對(duì)于等臂電橋，并忽略高階小項(xiàng)后可以表示為：電橋具有“鄰減對(duì)加”的特性。R1R2R

3、3R4三、電橋與電阻測(cè)定熱電阻溫度計(jì)的顯示對(duì)于熱電阻溫度變換器，考慮到導(dǎo)線電阻隨溫度的變化，其輸出電壓可以表示為：四、動(dòng)圈式顯示儀表測(cè)溫注意事項(xiàng)型號(hào)意義XCZ：顯示、磁電、指示XCT：顯示、磁電、控制注意配套使用適當(dāng)調(diào)整外接電阻運(yùn)輸時(shí)，短路保護(hù)4.3 自動(dòng)電子電位差計(jì)當(dāng)電路中有兩個(gè)電位相反的電源時(shí)，總電勢(shì)為兩個(gè)電源電勢(shì)之差。如果兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)相等，則回路電流為零。電橋輸出為零的條件為：從電流表并聯(lián)出信號(hào)并放大驅(qū)動(dòng)可逆電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡。RRRRE熱電偶自動(dòng)電位差計(jì)測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)造熱電偶測(cè)量電橋放大器可逆電機(jī)指示機(jī)構(gòu)記錄機(jī)構(gòu)同步電機(jī)穩(wěn)壓電源熱電阻自動(dòng)電位差計(jì)測(cè)溫系統(tǒng)RTRRR熱電阻測(cè)量電橋放大器

4、可逆電機(jī)指示機(jī)構(gòu)記錄機(jī)構(gòu)同步電機(jī)穩(wěn)壓電源兩個(gè)系統(tǒng)比較項(xiàng)目熱電偶系統(tǒng)熱電阻系統(tǒng)輸入信號(hào)電動(dòng)勢(shì)電阻電橋輸出E0冷端溫度補(bǔ)償有無接線方式雙補(bǔ)償線，橋中三線，橋臂電源直流直流或交流4.4 DDZ光柱顯示報(bào)警器(自學(xué))信號(hào)：直流電壓：15V電流：420mA電源：直流：24V交流：220V上限下限上限設(shè)定下限設(shè)定DDZ光柱顯示報(bào)警器工作原理4.5 A/D轉(zhuǎn)換與數(shù)字顯示儀模擬量信號(hào)：以連續(xù)變化的物理量的大小模擬實(shí)際參數(shù)的大小。數(shù)字量信號(hào)：以脈沖數(shù)表達(dá)的實(shí)際參數(shù)的大小。數(shù)字顯示儀的主要功能：將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，并用數(shù)字符號(hào)顯示出來。數(shù)字顯示儀有單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)化（DDZ 系列）儀表。有些測(cè)試儀表的二次儀表

5、也附帶內(nèi)置的數(shù)字顯示儀。一、數(shù)字式顯示儀表的分類數(shù)字顯示儀表電壓型頻率型單點(diǎn)式多點(diǎn)式單點(diǎn)式多點(diǎn)式顯示儀顯示報(bào)警儀顯示輸出儀顯示記錄儀顯示報(bào)警輸出記錄儀二、數(shù)字式顯示儀表結(jié)構(gòu)原理檢測(cè)變送模擬信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)電子計(jì)數(shù)器 寄存器電子譯碼器顯示器1、模-數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）任務(wù)：使連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成與其成比例的、斷續(xù)變化的數(shù)字量。模數(shù)轉(zhuǎn)換過程如圖4-20所示，顯然， 分割的階梯（即一個(gè)量化單位）越小，轉(zhuǎn)換精度就越高，但這要求模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的頻率響應(yīng)、前置放大的穩(wěn)定性等也越高。這是一個(gè)矛盾。模數(shù)轉(zhuǎn)換方法的分類：時(shí)間間隔-數(shù)字轉(zhuǎn)換；電壓-數(shù)字轉(zhuǎn)換（V-D轉(zhuǎn)換）；（常用） 實(shí)際上，經(jīng)常是把非電量先轉(zhuǎn)換成

6、電壓，然后再由電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字，所以A-D轉(zhuǎn)換的重點(diǎn)是V-D轉(zhuǎn)換。重點(diǎn)介紹兩類：雙積分型和逐次比較型。機(jī)械量（直線位移和角度等）-數(shù)字轉(zhuǎn)換。1.1 雙積分型雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器又稱雙斜率A/D轉(zhuǎn)換器。基本原理：前一段時(shí)間內(nèi)的模擬電壓通過兩次積分，變換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，然后由脈沖發(fā)生器和計(jì)數(shù)器來測(cè)量此時(shí)間間隔而得到數(shù)字量。采用的是間接法，首先將電模擬量轉(zhuǎn)換成中間量時(shí)間間隔T，再由中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器1.2 逐次比較型采用直接法轉(zhuǎn)換，它是把電模擬量與一整套準(zhǔn)電壓之間進(jìn)行直接逐次比較而得的數(shù)字量。逐次比較型模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理在于“比較”，用一套標(biāo)準(zhǔn)電壓和被測(cè)電壓進(jìn)行逐次比較，不斷逼近，最后達(dá)到一致。標(biāo)準(zhǔn)電壓的大小，就表示了被測(cè)電壓的大小。將這個(gè)和被測(cè)電壓相平衡的標(biāo)準(zhǔn)電壓以二進(jìn)制數(shù)出，就實(shí)現(xiàn)了模擬-數(shù)字的轉(zhuǎn)換過程。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器集成A/D轉(zhuǎn)換器ADC08092. 電子計(jì)數(shù)器功能：將A/D轉(zhuǎn)換輸出或測(cè)試儀表的數(shù)字輸出按10進(jìn)制進(jìn)行分段；構(gòu)造與工作原理：一般由多個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器串聯(lián)組成；通過依次觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)位。3. 寄存器功能：暫時(shí)儲(chǔ)存電子計(jì)數(shù)器輸出結(jié)果；隔斷計(jì)數(shù)器非信號(hào)輸出；根據(jù)后續(xù)請(qǐng)求定時(shí)輸出數(shù)字信號(hào)。結(jié)構(gòu)：一般直接采用RAM芯片構(gòu)成。4. 譯碼器功