第四章显示仪表1

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1、显示仪表的内容第一节、动圈式显示仪表第二节、自动电子电位差计第三节、自动电子平衡电桥第四节、数字式显示仪表第一节、动圈式显示仪表动圈式显示仪表是我国中小型企业广泛使用的模拟式仪表。它具有结构简单、价格低廉、灵敏可靠等优点。动圈式显示仪表XCZ－101动圈指示仪XCZ－102动圈指示仪X显示仪表C磁电式Z指示1单标尺01与热电偶配套02与热电阻配套一、XCZ-101动圈指示仪1、测量原理依据力矩平衡原理M测测量力矩M反反馈力矩C1仪表常数（与动圈的匝数、磁感强度、平均直径等有关）C2张丝的弹性系数I流过动圈的电流强度α指针的偏转角度EtI当力矩平衡时只要R总＝常数根据L＝rαL弧长r指针

2、长度（半径）α圆心角这样就将Et转换为指针在标尺的弧长L。2、外接电阻和外接调整电阻规定R外=15Ω3、动圈的温度补偿（1）为什么要对动圈进行温度补偿要使L与被测热电势Et的单值对应关系，必须使R总＝常数规定R外=15Ω＝常数R内也应当是常数EtR外R动R动是用铜丝绕制的，是一个铜电阻，铜电阻受环境温度的影响，其阻值随环境温度变化而变化。当环境温度t发生变化时R动就不能保证是常数，必然会产生测量误差，要想克服此误差，就必须对R动进行温度补偿。（2）补偿方法根据热阻效应，金属材料的电阻随温度升高而升高，半导体材料的电阻随温度升高而下降，若升高的的电阻，和下降的电阻能够相等时，就能保证R内

3、为常数了。R内RTR动基于这种设想，在内电路增加一个半导体电阻RT电阻RT温度补偿电阻因为导体电阻随温度变化每升高一度电阻增加0.4～0.6％半导体电阻随温度变化每升高一度电阻减小2～6％当环境温度升高时出现过补偿现象要想克服过补偿，可在RT并联一个电阻RB电阻RB温度校正电阻，材料是锰铜丝（受温度影响极小）R内RTR动RBRBRT＝RK只要RB阻值选择合适，就可以使这样达到对R动温度补偿之目的。也就保证了R总＝常数一定的Et便对应一定的弧长L。R内RTR动RBR串R串量程电阻，确定仪表的量程。二、XCZ-102型动圈式仪表与热电阻配套使用1、线路图和方块图（1）线路图组成直流电源动圈

4、仪表不平衡电桥（2）方块图热电阻不平衡电桥XCZ－101稳压电源tRtUabtE2、原理不平衡电桥①两线制将热电阻接入AD桥臂R2、R3、R4固定电阻E桥路稳压电源电压a、UAB与Rt有关b、要求电源电压稳定c、两限制会产生测量误差因为在AD桥臂电阻应当是Rt+RcuRcu是导线电阻，受环境温度的影响，当Rt变化，Rcu的变化都会使UAB变化，这就破坏了Rt与UAB的单值对应关系，产生测量误差。在实际的测量中一般对Rt要采用三线制连接。②三线制热电阻的连接如图所示：导线电阻Rcu用R1表示，三根导线分别接串在桥臂AD、BD和电源中。AD、BD的R1可相互抵消。电源中的R1可对电源进行温

5、度补偿。当Rt=Rt0时UAB＝0（Rt＋R1）R3－（R2＋R1）R4＝0（Rt＋R1）R3＝（R2＋R1）R4只要选择R3＝R4等式两端的R1就可相互抵消。UAB的输出与R1变化无关。（要求三根导线的电阻必须相等）规定R1＝35Ω（2）电源为电桥提供稳定的4V直流电压。因为用不平衡电桥测电阻，桥路的输出电压UAB与电源电压E有关220V50HZ的交流电经变压器降压为33V，再经二极管D1～D4组成的桥式整流为29.7V的脉动直流电压，经滤波为35.64V，通过1K电阻的衰减再经稳压管稳压15V（一次稳压），经510Ω电阻限流，在2CW1上稳压6V，经Rm输出稳定的4V直流电压。Rc

6、u为温度补偿电阻（5Ω）（三线制的导线电阻）3、动圈仪表动圈仪表和XCZ－101相同由于XCZ－102型动圈式仪表是以温度刻度，不是以电阻值刻度的。因此对于某一台仪表来说，总是与一定分度号的热电阻配套的。使用时，必须注意热电阻的分度号与仪表面板标注的分度号是否一致，否则将可能造成很大的误差。第二节、自动电子电位差计上节课讲到用动圈仪与热电偶配合测量温度。动圈仪指针水平位移L与被测热电势之关系只有当=常数时R内采取对动圈的温度补偿,使其为常数；R外规定＝15目的是使=常数。事实上在实际测量中，很难办到，主要原因有3个（1）动圈受温度的影响不可能完全补偿.（2）热电偶阻值将随被测温度变化而

7、变化。例如1米铂铑－铂热电偶100℃=1.2761300℃=5（3）仪表连线中有很长的一段铜导线。随环境温度变化而变化。这样就会产生测量误差，影响仪表的测量精度。故动圈仪的测量精度不高。精度最高为1.5级。使用电位差计进行测量，就会克服上述问题，提高测量精度。（0.2－0.5级）电位差计手动电位差计自动电位差计1、手动电位差计测量原理根据电压平衡原理进行测量，用已知电压平衡未知电压的测量方法。E1未知电压E2已知电压当E1E2时0调节E2使E1