传感器与检测技术 教学课件 作者 朱自勤 主编 第9章完　检 测 仪 器.ppt

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1、传感器与检测技术主编朱自勤第9章　检测仪器9.1　模拟仪器9.1.1　动圈式仪器9.1.2　自动平衡式显示仪器9.1.3　电动单元组合仪器9.2　数字仪器9.2.1　数字式显示仪器的概述9.2.2　数字面板仪器9.2.3　数字式显示仪器实例9.3　智能仪器9.3.1　智能仪器的典型结构9.3.2　智能仪器的主要特点第9章　检测仪器9.4　虚拟仪器9.4.1　虚拟仪器的发展历史9.4.2　虚拟仪器的硬件系统9.4.3　虚拟仪器的软件系统9.4.4　虚拟仪器的发展趋势9.5　网络化检测仪器9.5.1　总线技术9.5.2　基于现场总线技术的网络化测控

2、系统9.5.3　面向Internet网络测控系统9.5.4　网络化检测仪器与系统实例9.1.1　动圈式仪器1.动圈式仪器2.动圈式调节仪器9.1　模拟仪器1.动圈式仪器动圈式仪器的测量电路由串联电阻、串联温度补偿电阻并联的线性补偿电阻等组成。2.动圈式调节仪器1)根据系统的功能、需要和环境条件的实际情况，选用符合质量要求的仪表。2)仪表安装人员必须掌握《仪表安装手册》中的有关知识，阅读《仪表说明书》，了解仪表的性能和特点。3)在仪表使用时，应根据冷端补偿方法的不同，调整指针机械零位。4)动圈式仪表的准确度统一规定为1.0级，应定期校验。5)平时

3、应定期检查和维护，若发生故障应及时排除，并做好记录。9.1.2　自动平衡式显示仪器图9-1　自动平衡式电子电位差计原理9.1.3　电动单元组合仪器图9-2　电动单元组合仪表简单调节系统框图9.2.1　数字式显示仪器的概述1.数字式显示仪器的分类2.数字显示仪器的组成　典型的工业用数字显示仪器由信号转换、前置放大、线性化、A/D转换、标度变换、数字显示以及电源等部分组成。3.数字显示仪器的基本构成方案　根据线性化在数字仪器电路中的不同位置，常有三种方案。9.2　数字仪器1.数字式显示仪器的分类1)按输入信号的形式分为电压型和频率型两类。2)按被测

4、信号的点数分为单点和多点两类。3)按仪器的功能分为显示仪、显示报警仪、显示输出仪、显示记录仪及具有复合功能的数字显示报警输出记录仪等。2.数字显示仪器的组成典型的工业用数字显示仪器由信号转换、前置放大、线性化、A/D转换、标度变换、数字显示以及电源等部分组成。3.数字显示仪器的基本构成方案1)模拟线性化方案。2)A/D转换线性化方案。3)数字线性化方案。9.2.2　数字面板仪器图9-3　数字显示仪器的原理框图9.2.3　数字式显示仪器实例1.仪器的输入电路　以配接热电偶的输入电路为例，它将热电偶产生的毫伏信号经冷端温度补偿和滤波后送入前置放大

5、器放大，前置放大器的第一级是由高精度运算放大器构成的同相放大电路，它提高了仪器整机的输入阻抗，从而降低了包含外连线电阻在内的信号源内阻对测量准确度的影响。2.非线性补偿电路　对于热电偶和热电阻的非线性温度特性，仪器采用模拟非线性补偿方法进行补偿。9.2.3　数字式显示仪器实例3.标度变化　在设计时，选取前置放大器的放大倍数及非线性补偿电路的输出，满足灵敏度为1mV/℃或0.1mV/℃的要求，选用输出为3(1/2)位(显示数字为-1.999～)A/D转换器，可使仪器的数字显示值恰与实际被测温度一致，仪器是通过设计合理的放大倍数实现标度变化的。4.

6、A/D转换与显示电路　XZMA—200系列数字显示仪器采用3(1/2)位集成单片ICL107实现A/D转换。9.2.3　数字式显示仪器实例图9-4　XZMA—200型仪器原理框图1.仪器的输入电路以配接热电偶的输入电路为例，它将热电偶产生的毫伏信号经冷端温度补偿和滤波后送入前置放大器放大，前置放大器的第一级是由高精度运算放大器构成的同相放大电路，它提高了仪器整机的输入阻抗，从而降低了包含外连线电阻在内的信号源内阻对测量准确度的影响。输入电路中还采用不平衡电桥组成冷端温度补偿器，来补偿热电偶冷端温度变化带来的热电动势的变化。9.2.3　数字式显

7、示仪器实例2.非线性补偿电路对于热电偶和热电阻的非线性温度特性，仪器采用模拟非线性补偿方法进行补偿。3.标度变化在设计时，选取前置放大器的放大倍数及非线性补偿电路的输出，满足灵敏度为1mV/℃或01mV/℃的要求，选用输出为3（1/2）位（显示数字为-1999～＋1999A/D转换器，可使仪器的数字显示值恰与实际被测温度一致，仪器是通过设计合理的放大倍数实现标度变化的。4.A/D转换与显示电路A/D转换与显示电路XZMA—200系列数字显示仪器采用3（1/2）位集成单片ICL107实现A/D转换。9.3.1　智能仪器的典型结构图9-5　智能仪

8、器通用结构框图9.3　智能仪器9.3.2　智能仪器的主要特点1)智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而使仪器面