数字显示仪表课程设计

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1、数字显示仪表课程设计第1章数显仪表工作原理1.1数字显示仪表概述用数字显示被测值的仪表。把测量转化为数字量并以数字形式显示出来的仪表。工业测量中被测量变或位移、电流、电压、空气压等模拟量，经模数转换器，把模似量换成数字量（简称模数转换）。数字仪表以数字的形式显示被测量，读数直观。一般包括:用标度盘和指针指示电量,用电磁力为基础的电括测量线路,模数转换和数字显示三部份。1.2数字显示仪表的构成模-数转换器是数字仪表的核心，以它为中心，将仪表分为模拟和数字俩部分。仪表的模拟部分一般设有滤波、前置放大器和模拟开关等环节。来自传感器或变送

2、器的统一电量信号一般都比较微弱，并且包含着在传输过程中产生的各种干扰成分，因此在将其转换成数字量之前，首先要进行滤波和放大。前置放大器就是用来提高仪表的灵敏度、输入阻抗及信号的信噪比。仪表的数字部分一般由计数器、译码器、时钟脉冲发生器、驱动显示电路以及逻辑控制电路组成。被放大的模拟信号有模-数转化器转换成相应的数字量后，经译码、驱动，送到显示器件中进行数字显示。也可送到报警系统和打印系统中去，进行报警和记录打印。在需要的时候，亦可将测量结果以数码形式输出，供计算机数据处理之用。在数字仪表中，逻辑控制电路起着指挥整个仪表各部分协调工

3、作的作用。它是数字仪表中不可缺少的环节之一。随着集成电路技术和微型计算机应用技术的迅速发展和不断成熟，以微处理器等集成电路芯片代替了常规数字仪表中的逻辑控制电路，仪表的测量过程可以由软件进行程序控制。微处理器在数字仪表中的应用强有力地推动了数字仪表测量的自动化和多功能化；实现了测量结果的数据变换和误差校正，从而提高了仪表的测量准确程度。另外，高稳定的基准电源和工作电源也会是数字仪表的重要组成部分。数字仪表的出席那和发展是与计算机技术、电子技术等现代技术的发展紧密相关的，它的优越性能和广泛的应用使传统的模拟仪表受到严重挑战。一般来说

4、，实验室用高档仪表类数字表明显由于模拟仪表，对于工业现场，应用数字仪表的问题目前还有争议。在功能、精度要求不高，而更注重可靠性和实用的工业过程监测系统中，模拟仪表呈现先出特有的优势。10数字显示仪表课程设计1.3数字显示仪表的特点1）数字显示，读数不存在视觉误差。2）精确度一般较高，数字电工仪表由于没有机电类仪表的可动部分，所以机械摩檫，变形的影响极小，只要元器件的质量、性能上没问题，数字仪表是比较容易制成很高精准度的仪表，比如深圳科立恒电子有限公司的生产的KM显示表精度都已经达到了0.01%，，代理的CSS系列产品已经达到了十万

5、分之一的精确度，而目前一般机电类仪表精准度达0.1%已很不容易，而数字仪表可轻易达到0.05%，目前有些数字仪表以达到0.01%的精确度。3）灵敏度高。由于有些数字仪表内多设有各种放大线路或器件，所以可测量较小的信号，如1µv左右的电压信号，1mA左右的电流信号号、0.01Hz的频率信号4)输入阻抗高。数字仪表一般本身有工作电源，除测量电流外，一般阻抗都可以制得较高，使在测量时对被测物理量影响很小。5）使用方便。特别是实验室用便携式、台式仪表，可制成多量程（目前有-1999~9999显示量程的KM表系），多功能仪表（可

6、测量电流电压频率功率线速转速）。6）性价比高7）抗干扰性能教差，由于数字仪表灵敏度高，其副作用就是抗干扰性能差，外磁场和电场等变化容易引起读书变化，为了解决这一现象；深圳科立恒公司，在技术方面投入巨资，应用先进的表面贴装工艺和电磁隔离技术，弧型设计面板确保仪表的长期稳定。8）数字仪表的精确度，表示方法不同于指针式仪表，数字仪表一般多以上量限或读数值为基准值的百分数再加上几个数字来表示该表的精确度，比如KM系列数显仪表，系统精度0.1%(直流)，0.2%（交流）满刻度1字。一般多功能，多量程的数字多用表的各功能、量程档位不同时，精确

7、度也不一样。1.4线性化问题对于显示仪表来说，一般希望它的刻度方程是线性的，以保证在整个测量范围内有恒定的灵敏度。实际上由于大多数传感器特性非线性，测量电路具有非线性元件或者转换关系非线性等原因，造成仪表输入信号与被测物力量之间存在程度不同的非线性。10数字显示仪表课程设计非线性问题在模拟显示仪表设计中也是同样存在的，但在模拟显示仪表中可以通过仪表标尺的非线性刻度来解决，以便直接读出被测参数的数值。而在数字仪表中常用的二进制或二-十进制数码其本身是线性递增或递减的。所谓数字仪表的“线性化”就是指，在把仪表非线性输入信号转化为线性化

8、的数字显示过程中所采用的各种补偿措施。常规数字仪表的非线性补偿方法很多，有以下三种：一是可以将非线性被测参数在A／D转换之前的模拟电路中进行非线性补偿，这种方法称为模拟非线性补偿法；二是在A／D转换过程中进行非线性补偿的A／D转换法；三是在A／D转