化工儀表及自動(dòng)化教案第1-6章

頁(yè)腳內(nèi)容頁(yè)腳內(nèi)容第六章顯示儀表內(nèi)容提要：模擬式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表新型顯示儀表_^2學(xué)時(shí)★顯示儀表：凡能將生產(chǎn)過(guò)程中各種參數(shù)進(jìn)行指示、記錄或累積的儀表。顯示儀表一般都裝在控制室的儀表盤(pán)上。它和各種測(cè)量元件或變送單元配套使用；又能與控制單元配套使用，1.模擬式顯示儀表自動(dòng)電子電位差計(jì)電子電位差計(jì)是用來(lái)測(cè)量直流電壓信號(hào)的，凡是能轉(zhuǎn)換成毫伏級(jí)直流電壓信號(hào)的工藝變量都能用它來(lái)測(cè)量。手動(dòng)電位差計(jì)工作原理：根據(jù)平衡法將被測(cè)電勢(shì)與已知的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)相比較，當(dāng)兩者的差值為零時(shí)，被測(cè)電勢(shì)就等于已知的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)。如圖：電壓平衡原理圖I4BciA使，同時(shí)有E=UtCB使，同時(shí)有E=UtCBU二IRCBCB自動(dòng)電子電位差計(jì)的工作原理（見(jiàn)圖6-1）根據(jù)這種電壓平衡原理來(lái)進(jìn)行工作。特點(diǎn)：用可逆電動(dòng)機(jī)及一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)代替了人手進(jìn)行電壓平衡操作；用放大器代替了檢流計(jì)來(lái)檢測(cè)不平衡電壓并控制可逆電機(jī)的工作。結(jié)論：電子電位差計(jì)既保持了手動(dòng)電位差計(jì)測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且無(wú)須用手去調(diào)節(jié)就能自動(dòng)指示和記錄被測(cè)溫度值。自動(dòng)電子電位差計(jì)的測(cè)量橋路（如圖）

（1）冷端溫度補(bǔ)償問(wèn)題例：用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量溫度，其熱端溫度不變，而冷端溫度從O°c升高到25°C，這時(shí)熱電勢(shì)將降低1mV，儀表指針會(huì)指示偏低。如果把R2做成隨溫度變化的電阻，且在溫度從0C升高到25C時(shí)，其阻值變化量AR2=0.5Q,這時(shí)，電阻R2上的電壓降UDB也增大，AUDB=AR2?I2=lmV。為了統(tǒng)一規(guī)格，上支路的電流規(guī)定為4mA（或2mA），下支路電流規(guī)定2mA（或1mA）。因?yàn)闇y(cè)量橋路的補(bǔ)償電壓UCD=UCB—UDB,現(xiàn)在UDB增加了1mV，那么UCD就會(huì)減少1mV，此時(shí)滑動(dòng)觸點(diǎn)C的平衡位置不需變化。由于UCD的變化與熱電勢(shì)的變化相等，故能起到溫度補(bǔ)償作用，使儀表的指示值基本不受冷端溫度變化的影響。（2）量程匹配問(wèn)題（見(jiàn)圖6-3）R2銅電阻裝在儀表后接線板上以使其和熱電偶冷端處于同一溫度。下支路限流電阻R3它與R2配合，保證了下支路回路的工作電流為2mA。上支路限流電阻R4把上支路的工作電流限定在4mA。滑線電阻RP儀表的示值誤差、記錄誤差、變差、靈敏度以及儀表運(yùn)行的平滑性等都和滑線電阻的優(yōu)劣有關(guān)。量程電阻RM決定儀表量程大小的電阻。始端（下限）電阻RG大小取決于測(cè)量下限的高低。平衡電橋測(cè)溫原理（見(jiàn)圖6-5）當(dāng)被測(cè)溫度為下限時(shí)，Rt有最小值當(dāng)被測(cè)溫度升高后的平衡條件是R3滑動(dòng)觸當(dāng)被測(cè)溫度為下限時(shí)，Rt有最小值當(dāng)被測(cè)溫度升高后的平衡條件是R3滑動(dòng)觸）點(diǎn)應(yīng)在RP的左端，此時(shí)電橋的平衡條件是+R丿二RR3%P24'+AR+R-rtotP1兩式相減ARR—rR二Rrt31321）=R（R+r）241R—r=3AR1R+Rt23結(jié)論：滑動(dòng)觸點(diǎn)B的位置就可以反映電阻的變化，亦即反映了溫度的變化。并且可以看到觸點(diǎn)的位移與熱電阻的增量呈線性關(guān)系。自動(dòng)電子平衡電橋如圖：自動(dòng)平衡電橋結(jié)構(gòu)原理圖?4214?4214-士二h曲+叩為了準(zhǔn)確地指示出被測(cè)溫度的數(shù)值，將熱電阻的連接采用三線制接法，并加外接調(diào)整電阻。自動(dòng)電子平衡電橋與自動(dòng)電子電位差計(jì)的比較相同點(diǎn)：與這兩種儀表配套的測(cè)溫元件（熱電偶、熱電阻）在外形結(jié)構(gòu)上十分相似。儀表的外形及其組成：如放大器、可逆電機(jī)、同步電機(jī)及指示記錄部分都是完全相同的。不同點(diǎn)：它們的輸入信號(hào)不同。兩者的作用原理不同。

當(dāng)用熱電偶配電子電位差計(jì)測(cè)溫時(shí)，其測(cè)量橋路需要考慮熱電偶冷端溫度的自動(dòng)補(bǔ)償問(wèn)題；而用熱電阻配電子平衡電橋測(cè)溫時(shí)，則不存在這個(gè)問(wèn)題。測(cè)溫元件與測(cè)量橋路的連接方式不同。數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表的特點(diǎn)及分類(lèi)特點(diǎn)：清晰直觀、讀數(shù)方便、不會(huì)產(chǎn)生視差。線路簡(jiǎn)單、可靠性好、耐振性好。有利于制造、調(diào)試和維修，降低生產(chǎn)成本。分類(lèi)：按輸入信號(hào)的形式來(lái)分，有電壓型和頻率型兩類(lèi)。按被測(cè)信號(hào)的點(diǎn)數(shù)來(lái)分，它又可分成單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種。根據(jù)儀表所具有的功能，又可分為數(shù)字顯示儀、數(shù)字顯示報(bào)警儀、數(shù)字顯示輸出儀、數(shù)字顯示記錄儀以及具有復(fù)合功能的數(shù)字顯示報(bào)警輸出記錄儀等如圖：數(shù)字式顯示儀表分類(lèi)圖r*-電壓型率r*-電壓型率型數(shù)字顯示儀表一單點(diǎn)Lr儀示顯多JLrH甲-點(diǎn)1Lr=數(shù)字式顯示儀表的基本組成如圖：數(shù)顯儀表組成結(jié)構(gòu)1?信號(hào)變換電路2.前置放大電路3.非線性校正或開(kāi)方運(yùn)算電路4.模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（A/D轉(zhuǎn)換）5.標(biāo)度變換電路6.數(shù)字顯示電路及光柱電平驅(qū)動(dòng)電路7.V/I轉(zhuǎn)換電路和控制電路新型顯示儀表以CPU為核心采用液晶顯示的記錄儀，直接把記錄信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后，送到隨機(jī)存儲(chǔ)器加以保存，并在大屏液晶顯示屏上加以顯示。無(wú)筆、無(wú)紙記錄儀的原