最新17过程检测技术及仪表显示仪表解析教学讲义ppt.ppt

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1、17过程检测技术及仪表显示仪表解析第一节显示仪表的构成及基本原理在控制系统中显示仪表具有重要的地位，它可将控制过程中的参数变化、被控对象的过渡过程显示和记录下来，供操作人员及时了解控制系统的变化情况，掌握被控对象的状态，是进行系统控制、工况监视、性能分析及事故评判等工作所必不可少的环节。概述显示仪表：对各种参数进行指示、记录和累计的仪表。一般安装于控制室的仪表架上。主要分类：模拟式显示仪表数字式显示仪表图像式显示仪表500℃2.模拟显示仪表的类型模拟显示仪表通常由测量线路和显示装置两部分组成.测量线路用以接收传感器

2、或变送器送来的电势、电流、电阻、电容等信号；显示装置是将测量线路的处理结果显示出来，以便用户直接读取。测量线路是模拟显示仪表的关键部件，它的优劣直接关系到模拟显示仪表的各项性能指标。2.模拟显示仪表的类型根据模拟显示仪表的测量线路，通常可将它分为直接变换式仪表和平衡式显示仪表两类。从显示特征上又可分为指针式显示仪表和色带式指示仪表两类。1）直接变换式仪表　　直接变换式仪表是由传感器或变送器与直接变换式仪表组成的检测系统，如图2所示。其中T为传感器或变送器，M为测量线路，D为显示装置，x为被测变量，y为仪表示值

3、。图2直接变换式仪表组成的检测系统产品举例：动圈式显示仪表动圈式显示仪表是一种发展较早的直接变换式仪表，它可以对直流毫伏信号进行显示，也可以对那些能转换成电势信号的非电参量进行显示。动圈式显示仪表——磁电式模拟显示仪表1、分类（1）配热电偶（XCZ－101）的动圈式显示仪表（2）配热电阻（XCZ－102）的动圈式显示仪表2、基本组成被测量测量线路电流I测量机构指针转角α图3动圈式仪表的测量机构1—永久磁铁；2、6—张丝；3—软磁芯；4—热电偶；5—动圈；7—刻度面板；8—指针永久磁铁铁芯线圈弹簧游丝转轴和支撑指针（

4、1）原理矩形线圈通有电流I，置于B的磁场中，受力矩M作用转动；平衡时有：M=M反=C1αM=2rFcosφ=2rnlBIcosφ=C2Iα＝CIα－指针的转角C－灵敏度（2）组成a.动圈：铜线Rcu20=80Ω无框架b.磁钢：环形、产生辐射状磁场；保证动圈与磁力线垂直，夹角为零c.张丝：支承动圈、导流3、测量机构及原理（3）温度补偿原因：由于环境温度变化，动圈电阻变化，使输出变化。补偿方法：利用热敏电阻与锰铜电阻并联来进行补偿。2050t(℃)R(Ω)80604020RDRTRB//RTRBRD+RB//RTRDR

5、TRB（4）量程调整增加电阻R串可进行量程调整及减少外线路电阻变化的影响。R串（5）阻尼调整配热电阻时，由于R串较大使仪表出现欠阻尼，故增加R并R并4、配热电偶的测量线路R串RDRTRB+－短短（1）外线路电阻R外＝１５Ω＝R热＋R补＋R铜补偿器＋R桥R调＋R调（工作状态下调整）（2）正确使用①型号配套（热偶、动圈、补偿器、补偿导线）②冷端补偿A．只用补偿导线仪表机械零点调在toB．用补偿导线加补偿电桥仪表机械零点调在20℃或0℃③仪表不用时，加短路线以保护指针5、配热电阻的测量线路采用不平衡电桥测电阻R0RtR2

6、R3c稳压电源R4d+－设：当t＝０时，电桥平衡，Vcd＝０动圈中无电流通过；当t≠０时，有不平衡电压Vcd输出Vcd与电阻的变化量成正比。Rt采用三线制接入，每根导线的电阻为５Ω（3×５Ω）动圈仪表的不足：测量的是端电压V，不是热电势E；外线路电阻不是常数V=E－IR外结构造成非线性直接变换式仪表特点：优点：结构简单可靠、重量轻、尺寸小、价格便宜。缺点：误差较大（仪表相对误差等于各组成环节相对误差的和），线性度较差。2）平衡式显示仪表　　平衡式显示仪表是由闭环结构的平衡式测量线路构成的仪表。图3所示为自动平

7、衡式电子电位差计的闭环结构图。图中T为传感器件或变送器，C为比较器，A为放大器，M为可逆电机，R为记录机构，F为反馈部件，x为被测变量，y为仪表示值。图3自动平衡式电子电位差计的闭环结构图2）平衡式显示仪表　　平衡式显示仪表可分为有差随动平衡式、无差随动平衡式和程序平衡式三种。无差随动平衡式具有可逆电机M,是一个积分环节，可消除余差。平衡式显示仪表特点：优点：线性度好、反应速度快、精度高等。缺点：结构较复杂，稳定性差，灵敏度降低（闭环系统容易产生自激振荡）。3）指针式显示仪表　　指针式显示仪表是利用仪表指针的

8、线位移（或角位移）与被测量的变化构成确定的函数关系来实现显示的。优点是结构简单、显示直观、便于判断被测量的变化趋势；其缺点是精度不高，易产生示读误差。模拟显示仪表的指示机构类型如图4所示。大多数仪表的标尺是固定的，由指针的位移或转角来指示读数，但也有指针不动而标尺旋转的仪表，如转鼓式刻度指示机构。图4模拟显示仪表的指示机构类型(a)条型指示机构；(b)圆弧形