化工仪表第4章

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1、化工仪表及自动化第四章显示仪表内容提要概述模拟式显示仪表自动电子电位差计自动电子平衡电桥数字式显示仪表数字式显示仪表的特点及分类数字式显示仪表的基本组成新型显示仪表无笔、无纸记录仪虚拟显示仪表2概述显示仪表：凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或累积的仪表。（二次仪表）一次仪表：带有感受元件，用以感受被测介质参数的变化。在生产过程中，对测量仪表往往采用按换能次数来定性的称呼，能量转换一次的称一次仪表，转换两次的称二次仪表。以热电偶测量温度为例，热电偶本身将热能转换成电能，故称一次仪表，若再将电能用电位计(或毫伏计)转换成指针移动的机械能时，进行第二次能量转换就称为二次仪表。3二次仪表：用

2、以指示、记录或积算来自一次仪表的测量结果。二次仪表接受的标准信号一般有三种：①气动信号，0.02～0.10kpa②Ⅱ型电动单元仪表信号0～10mADC。③Ⅲ型电动单元仪表信号受的标准信４～20mADC.也有个别的不用标准信号,一次仪表发出电信号,二次仪表直接指示,如远传压力表等.4显示仪表一般都装在控制室的仪表盘上。它和各种测量元件或变送单元配套使用，连续地显示或记录生产过程中各参数的变化情况；又能与控制单元配套使用，对生产过程中的各参数进行自动控制和显示。分类模拟式显示仪表数字显示仪表屏幕显示仪表5模拟式显示仪表：是以仪表的线位移或角位移来模拟显示被测参数连续变化的仪表。优点：结构简单，

3、工作可靠，价廉且能反映被测值的变化趋势。缺点：由于磁电机构的存在，测量速度较慢，精度较低，读数容易出现多值情况。数字显示仪表：直接以数字形式显示被测参数大小的仪表。优点：测量速度快、精度高，读数直观，便于和数字装置联用。屏幕显示：将图形、曲线、字符和数字直接在屏幕上进行显示。（如液晶显示器）6第一节模拟式显示仪表一、自动电子电位差计电子电位差计是用来测量直流电压信号的，凡是能转换成毫伏级直流电压信号的工艺变量都能用它来测量。根据自动平衡原理工作，测量精度高，工作可靠。1.手动电位差计工作原理根据平衡法将被测电势与已知的标准电势相比较，当两者的差值为零时，被测电势就等于已知的标准电势。（类似

4、天平称重）图4-1电压平衡原理图图中R为线性度很高的锰铜线绕制的电阻，它由稳压电源供电，以保证电流I是恒定的。G为检流计，是灵敏度很高的电流计，Et为被测的未知热电势。7当UCB>Et时，检流计中就有电流通过，指针就向一方偏转；当UCB

5、保工作电流恒定。步骤：1.校准工作电流（将开关K合在”1”位置）2.测量未知电势（将开关K合在”2”位置）如果用电池代替稳压电源应该有何改进？9以上测量热电势的方法极为准确，因为：1由于在进行测量读数时，热电偶回路中是没有电流通过的，因此被测热电势本身引起的电压降损失和导线上的电压降损失就不存在了，对测量结果无影响。只要检流计具有足够高的灵敏度，这种手动电位差计就可以获得较高的测量精度。2测量结果的准确性依赖于精度很高的标准电阻和标准电池。3应用了高灵敏度检流计作为检测4手动电位差计的测量过程十分缓慢，自始至终需要人工参与，即经常要调滑线电阻的滑动触点已找到新的平衡位置。这样就不能连续进行

6、测量，且不能自动记录。102.自动电子电位差计的工作原理根据电压平衡原理来进行工作。特点用可逆电动机及一套机械传动机构代替了人手进行电压平衡操作；用放大器代替了检流计来检测不平衡电压并控制可逆电机的工作。图4-2电子电位差计原理图电子电位差计既保持了手动电位差计测量精度高的优点，而且无须用手去调节就能自动指示和记录被测温度值。结论113.自动电子电位差计的测量桥路图4-3电位差计测量桥路原理图图4-2电子电位差计原理图（1）冷端温度补偿问题在实际应用中还需解决冷端温度补偿和量程匹配的问题R2是用铜丝绕制的，并与热电偶冷端处于同一温度。因为铜电阻的阻值随着温度的升高而增加，则R2上的电位差也

7、增加，然而，热电偶的热电势却随冷端温度的升高而降低，这样，如果配置得当，就可以达到温度补偿的目的。补偿电桥法12如果把R２做成随温度变化的电阻，且在温度从0℃升高到25℃时，其阻值变化量ΔR2＝0.5Ω，这时，电阻R2上的电压降UDB也增大，ΔUDB＝ΔR2·I2＝1mV。为了统一规格，上支路的电流规定为4mA（或2mA），下支路电流规定2mA（或1mA）。因为测量桥路的补偿电压UCD＝UCB－UDB，现在UDB增加了1