14 运算器(一)

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1、运算器接收来自变送器或转换器的统一标准信号可对一个或几个输入信号进行加、减、乘、除、开方、平方等多种运算，以实现各种算法，满足自动检测和控制系统的要求在采用节流装置测量气体流量时，利用乘除运算对温度、压力进行自动补偿，使所测得的结果成为标准状态下的流量值在与节流装置配套的流量测量控制系统中，开方器对差压变送器的输出信号进行开方运算，使运算器的输出值与流量信号呈线性关系两种典型的运算器乘除器开方器本讲内容一、乘除器概述运算关系乘法运算的实现－单向矩形脉冲的调宽调高原理乘除器的构成原理－负反馈的应用二、工作原理－乘除器基本运算关

2、系式的实现三、线路分析输入电路附加偏置电路自激振荡时间分割器比例放大电路输出电路>运算关系UmTt0tpU图3-1单向矩形脉冲在电动仪表中，利用单向矩形脉冲的调宽调高原理来实现乘法运算。tp－矩形脉冲宽度T－矩形脉冲周期Um－矩形脉冲幅值>乘法运算的实现方法调宽电路k1滤波电路调高电路k2x1SUDx2M图3-2简单乘法电路方框图>乘除器的构成原理－负反馈调宽电路k1滤波电路调高电路k2x1SUDx2M图3-2简单乘法电路方框图x2滤波电路调高电路k2调宽电路k1SUDM1放大器Kx3调高电路k3滤波电路xfM2－x1图3

3、-3乘除器构成方框图x2滤波电路调高电路k2调宽电路k1SUDM1放大器Kx3调高电路k3滤波电路xfM2－x1图3-3乘除器构成方框图输入电路1N1乘法电路1比较器比例放大电路N0输出电路输入电路2N2附加偏置电路1乘法电路2附加偏置电路2输入电路3N3Ui1Ui2Ui3Uo3+－UfSU22Uo2UoU11U31U21U23图3-4乘除器方框图>工作原理自激振荡时间分割器U22＝U11U21/U31图3-5输入电路U11UFUTR3C1R1R2R4C2Ui1UB’=UB－0.5VUB=10V+－IC1输入电路1>输入

4、电路乘除器有三个输入电路，都是差动电平移动兼减1电路。UFUTR26R27Ui2++IC5Uo2UB1VR29C19R28R32VZ1R52R53C20R30**8765R31输入电路2U11UFUTR3C1R1R2R4C2Ui1UB’=UB－0.5VUB=10V+－IC11.输入电路12.输入电路2UFUTR26R27Ui2++IC5Uo2UB1VR29C19R28R32VZ1R52R53C20R30**8765R31UA当跨接线为实线连接时，由于N2可以大于１，如果不加以限制，则可能导致输入电路的输出电压超过后面附加偏置

5、电路的共模输入电压范围。当跨接线为虚线时，UFUTR26R27Ui2++IC5Uo2UB1VR29C19R28R32VZ1R52R53C20R30**8765R31UA13141516R36MN+R34R35R33IC6U21UBC22R54R55RP6Uo2-UP2P当跨接线为实线连接时，以UB为基准，有：>附加偏置电路有当跨接线为虚线连接时，>自激振荡时间分割器自激振荡时间分割器由比较器和乘法电路组成。（a）原理电路C4：频率补偿C5：正反馈电容C8～C11：加速电容VD1～VD2：隔离作用R7～R8：VT2和VT4的偏

6、流电阻R6C5C7ab+IC2Q（b）等效电路S3S4U11UfU31U22S1R9C12cdS2U21当U11-Uf≥h→Q为正→S1、S3通,S2、S4断→U31通过R6向C7充电→Uf增加→直至U11-Uf≤-h→Q为负→S1、S3断，S2、S4通→C7通过R6放电→Uf降低→直至U11-Uf≥h→Q又为正→…起振条件：R6C5C7ab+IC2QS3S4U11UfU31U22S1R9C12cdS2U21uQtPTttucdtPTU21tuabtPTU31tuftPTU11U11+hU11-htuftPTU11U11+h

7、U11-h充电时，由三要素法求得Uf变化规律为：放电时，求得Uf变化规律为：调整电位器RP1可改变N0的大小，借此改变仪表量程。>比例放大电路+－IC3R11R12RP1R10U23U22UF作用：将U23转换成整流输出信号Uo和Io>输出电路R13=R14=R15=R16=500kΩVT5745R17824v+IC4VD3R18R15UP=9vR14U23C14UBR13R16Uo