自動(dòng)化儀表與DCS第三章(變送單元)備課講稿

自動(dòng)化儀表與DCS第三章(變送單元)3.1變送器的作用與構(gòu)成1、變送器的作用：變即轉(zhuǎn)換、送即傳送、器即儀器裝置之意。所以變送器是完成工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換、傳送的過(guò)程控制儀表。（T、P、F、L）（4－20mA、20－100KPa、0－10mA等）。2、變送器的構(gòu)成：輸入轉(zhuǎn)換D、放大K、反饋Kf

3.1變送器的作用與構(gòu)成流量、液位、壓力、溫度4～20mA1～5V20～100KPaD?KfKX'XX0XfY注意：輸入輸出關(guān)系主要由反饋系數(shù)Kf與輸入轉(zhuǎn)換系數(shù)D來(lái)決定。

3、有關(guān)概念輸入X與輸出Y一般為線性關(guān)系。

3.1變送器的作用與構(gòu)成流量、液位、壓力、溫度4～20mA1～5V20～100KPa測(cè)量范圍：Xmin~Xmax量程：L=Xmax―Xmin輸出范圍：

Ymin~Ymax4、變送器的調(diào)整：（1）量程（滿度）調(diào)整

3.1變送器的作用與構(gòu)成使變送器輸出的上限值與測(cè)量信號(hào)輸入的上限值相對(duì)應(yīng)。當(dāng)X=Xmax時(shí)，使Y=Ymax（20mA/10mA/100Kpa）通過(guò)改變和可調(diào)整量程。和改變?nèi)绾斡绊懥砍?？?）零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移：未遷移正遷移負(fù)遷移4、變送器的調(diào)整：3.1變送器的作用與構(gòu)成使變送器輸出的下限值與測(cè)量信號(hào)輸入的下限值相對(duì)應(yīng)。（零點(diǎn)調(diào)整）（零點(diǎn)遷移）（零點(diǎn)遷移）量程（滿度）調(diào)整

零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移量程：測(cè)量范圍：輸出范圍：

量程：測(cè)量范圍：輸出范圍：

Xmin~XmaxL=Xmax―XminYmin~Ymax改變改變改變不改變不改變不改變3.1變送器的作用與構(gòu)成4、變送器的調(diào)整：（3）線性化3.1變送器的作用與構(gòu)成4、變送器的調(diào)整：3.1變送器的作用與構(gòu)成（3）線性化4、變送器的調(diào)整：5、電動(dòng)變送器的連線：3.1變送器的作用與構(gòu)成（1）四線制兩根為電源線

兩根為信號(hào)線

供電電源從控制室來(lái)

變送器輸出信號(hào)傳送到控制室

電源：信號(hào)：DDZ－IIDDZ－III24V220V0～10mA4～20mA控制室現(xiàn)場(chǎng)3.1變送器的作用與構(gòu)成5、電動(dòng)變送器的連線：兩根導(dǎo)線既為電源線，又為信號(hào)線。24V電源：4～20mA信號(hào)：優(yōu)點(diǎn)：只需一根管道穿線，安裝簡(jiǎn)單、節(jié)省電纜；節(jié)省安全柵。

3.1變送器的作用與構(gòu)成（2）兩線制5、電動(dòng)變送器的連線：第三章變送單元

變送器的作用與構(gòu)成差壓變送器差壓變送器

氣動(dòng)單杠桿差壓變送器DDZ－III（矢量機(jī)構(gòu)式）差壓變送器電容式差壓變送器3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器1、作用：差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)氣信號(hào)（20~100KPa）

2、能源：0.14MPa的潔凈空氣

液體、氣體、蒸汽的工藝變量組成：輸入轉(zhuǎn)換部分、比較部分放大部分、反饋部分、調(diào)零部分

3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖輸入轉(zhuǎn)換部分比較部分反饋部分調(diào)零部分放大部分放大部分3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器輸入轉(zhuǎn)換部分：

△PMi

作用：組成：高、低壓室（正、負(fù)壓室），膜盒，軸封膜片等

引壓，內(nèi)充隔離介質(zhì)

敏感元件△PFi

密封杠桿支點(diǎn)

為膜盒的有效面積

3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖輸入轉(zhuǎn)換部分比較部分反饋部分調(diào)零部分放大部分放大部分3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器反饋部分：

Po

反饋力矩Mf

作用：組成：反饋波紋管

放大部分

比較部分

調(diào)零部分

噴嘴－擋板機(jī)構(gòu)和功率放大器

作用：組成：Mi、Mf和M0的差值ε

Po

即杠桿調(diào)零彈簧零點(diǎn)調(diào)整作用：組成：3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器結(jié)構(gòu)方框圖

輸入輸出關(guān)系為：

3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器輸入輸出（20～100KPa）特性分析：1、輸入輸出特性：

線性關(guān)系：K為常數(shù)2、量程調(diào)整：

調(diào)整KAd：

無(wú)法調(diào)無(wú)法調(diào)：

Ab：

可調(diào)，改變反饋波紋管接法

可調(diào)，移動(dòng)量程支點(diǎn)

3、零點(diǎn)調(diào)整與遷移：

改變噴嘴－擋板機(jī)構(gòu)的初始位移調(diào)零彈簧

：

3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器XminXmax20100KPa零點(diǎn)與量程應(yīng)反復(fù)調(diào)特性分析：3.2.1氣動(dòng)單杠桿差壓變送器差壓變送器

氣動(dòng)單杠桿差壓變送器DDZ－III（矢量機(jī)構(gòu)式）差壓變送器電容式差壓變送器3.2.2DDZ－III差壓變送器工作原理：力矩平衡作用：差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（4～20mADC）

液體、氣體、蒸汽的工藝變量檢測(cè)元件：膜盒或膜片3.2.2DDZ－III差壓變送器檢測(cè)部分:

ΔPi

→輸入力Fi

杠桿系統(tǒng):

力的傳遞和力矩比較

低頻位移檢測(cè)放大器:

位移→輸出Io電磁反饋裝置:

輸出Io→反饋力Ff調(diào)零彈簧遷移彈簧量程調(diào)整MfMi工作原理方框圖組成：輸入轉(zhuǎn)換部分、放大部分、反饋部分、杠桿系統(tǒng)、調(diào)零部分等。3.2.2DDZ－III差壓變送器作用于主杠桿下端的輸入力Fi

（1）測(cè)量部分：作用：A1=A2=Ad

Fi=Ad(P1-P2)=AdΔPi

Fi=A1P1-A2P2因:

故:3.2.2DDZ－III差壓變送器（2）杠桿系統(tǒng)：①

主杠桿進(jìn)行力的傳遞和力矩比較

作用：作用：輸入力Fi作用于矢量機(jī)構(gòu)上的力F13.2.2DDZ－III差壓變送器（2）杠桿系統(tǒng)：②矢量機(jī)構(gòu)進(jìn)行力的傳遞和力矩比較

作用：輸入力F1作用：作用于副杠桿上的力F23.2.2DDZ－III差壓變送器（2）杠桿系統(tǒng)：③副杠桿進(jìn)行力矩的比較

進(jìn)行力的傳遞和力矩比較

作用：作用：3.2.2DDZ－III差壓變送器（3）低頻位移檢測(cè)放大器：位移檢測(cè)片（銜鐵）的微小位移S4~20mADC3.2.2DDZ－III差壓變送器（4）電磁反饋裝置：輸出電流I0電磁反饋力Ff作用：其中Kf

=πBDc

W

Ff=Kf

I0改變反饋動(dòng)圈的匝數(shù)，可以改變

Kf的大小Kf為電磁反饋裝置的電磁結(jié)構(gòu)系數(shù)。3.2.2DDZ－III差壓變送器（4）電磁反饋裝置：1-3短接、2-4短接

W=W1=725匝

1-2短接

W

=

W1+W2=2175匝

可實(shí)現(xiàn)3：1的量程調(diào)整

W1=725

匝W2=1450

匝3.2.2DDZ－III差壓變送器（5）整機(jī)特性：3.2.2DDZ－III差壓變送器小結(jié)：1.變送器的輸出電流I0和輸入信號(hào)ΔPi之間呈線性關(guān)系。

3.調(diào)零:4.調(diào)量程:6.零點(diǎn)和量程要反復(fù)調(diào)整。

(W)實(shí)現(xiàn)粗調(diào)與微調(diào)改變tgθ或Kf調(diào)零彈簧輸入范圍下限4mA2.零點(diǎn)遷移：遷移彈簧5.量程比：技術(shù)指標(biāo)取10：13.2.2DDZ－III差壓變送器Kf

=πBDc

W

差壓變送器

氣動(dòng)單杠桿差壓變送器DDZ－III（矢量機(jī)構(gòu)式）差壓變送器電容式差壓變送器測(cè)量原理：3.2.3電容式差壓變送器C改變改變電流改變感壓膜片C/I轉(zhuǎn)換產(chǎn)生位移S放大Io構(gòu)成方框圖：C改變改變電流改變感壓膜片C/I轉(zhuǎn)換產(chǎn)生位移S放大Io3.2.3電容式差壓變送器本章重點(diǎn)流量、液位、壓力、溫度4～20mA1～5V20～100KPaD?KfKX'XX0XfY變送器的構(gòu)成：本章重點(diǎn)輸入X與輸出Y一般為線性關(guān)系。

流量、液位、壓力、