控制仪表与计算机控制装置 教学课件 作者 周泽魁 主编第三章第二节05.ppt

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1、3.2.差压变送器差压变送器用来将差压、流量、液位等被测参数转换为标准的统一信号，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。1按照检测元件分类:膜盒式差压变送器电容式差压变送器扩散硅式差压变送器振弦式差压变送器电感式差压变送器等23.2.1.膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器构成工作原理：力矩平衡检测元件——膜盒或膜片杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构3DDZ-III型差压变送器检测部分:ΔP→输入力Fi杠杆系统:力的传递和力矩比较位移检测放大器:位移→输出电磁反馈装置:输出→反馈力Ff4(1)测量部分作用：把被测

2、差压ΔP转换成作用于主杠杆下端的输入力FiA1=A2=AdFi=Ad(P1-P2)=AdΔPFi=A1P1-A2P2因:故:5(2)电磁反馈装置作用：把变送器的输出电流I0转换成作用于副杠杆的电磁反馈力Ff见图Ff=πBDcWI0设Kf=πBDcW则Ff=KfI0改变反馈动圈的匝数，可以改变Kf的大小61-3短接、2-4短接W=W1=725匝1-2短接W=W1+W2=2175匝可实现3：1的量程调整W1=725匝，W2=1450匝7(3)放大器作用：把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位移S转换成4~20mA的直流

3、输出电流构成方框图:8放大器9放大器低频位移检测放大器构成方框图10低频振荡器差动变压器的作用是将位移检测片（衔铁）的位移S转换成相应的电压信号uAB11低频振荡器=>uCD随着S的减小而增大与uAB同相

4、输出电压14低频振荡器振荡器的放大特性和反馈特性不同S下的输出与输入关系S↓→F↑→交点上移→uAB↑15整流滤波电路将振荡器的输出电压uAB转换为直流电压信号UR4整流滤波电路功率放大器16功率放大器将输入的电压信号UR4转换为变送器的输出电流I0提高电流放大系数电平配置目的：17(4)杠杆系统进行力的传递和力矩比较①主杠杆：将输入力Fi转换为作用于矢量机构上的力F118②矢量机构：将输入力F1转换为作用于副杠杆上的力F219③副杠杆进行力矩的比较20(5)整机特性21结论：变送器的输出电流I0和输入信号ΔP之

5、间呈线性关系调整调零弹簧可以使变送器输出电流I0在输入信号范围下限时为4mA。改变tgθ或Kf可以调整变送器的量程零点和量程要反复调整223.2.2.电容式差压变送器23(1)电容式差压变送器构成方框图检测元件24ΔP=0Ci1=Ci2=15pFΔP＞0Ci1的电容量减小Ci2的电容量增大(2)电容式差压变送器测量原理——差动电容测量原理25ΔP=0S1=S2=S0ΔP≠0S1=S0+δS2=S0-δ26相对变化值与被测差压ΔP成线性关系与灌充液的介电常数无关结论：27电容一电流转换电路将差动电容的相对变化值成比

6、例地转换为差动信号，非线性补偿功能28电容一电流转换电路差动信号Id=（i2－i1）共模信号Ic=（i2+i1）差动信号Id经电流放大电路放大成4~20mA的输出电流I0；共模信号Ic使得i2+i1保持不变,从而保证Id与输入差压ΔP之间成比例关系29振荡器向电容式压力传感器的Ci1和Ci2提供高频电源振荡器为变压器反馈振荡器振荡器的等效电路30解调器对通过差动电容Ci1、Ci2的高频电流进行半波整流振荡器输出为正半周时电流i2的路线为:T1（2）→VD6、VD6→C2→Ci2→C17→C11→T1（11）电流i

7、1的路线为:T1（3）→R4→VD7、VD3→C1→Ci1→C17→R6∥R8→T1(10）31解调器振荡器输出为负半周时电流i1的路线:T1（11）→C11→C17→Ci1→C1→VD4、VD8→T1（2）电流i2的路线为:T1（12）→R7∥R9→C17→Ci2→C2→VD1VD5→R3→T1（1）32解调器i2、i1以相反的方向流过C11，两者平均值之差I2-I1即为解调器输出的差动信号Id，i1、i2流过R6∥R8和R9∥R7产生的电压两者平均值之和I2＋I1即为解调器输出的共模信号Ic。电路时间常数比振

8、荡周期小得多，可以认为Ci1、Ci2两端电压的变化等于振荡器输出高频电压的峰一峰值UPPi1和i2的平均值I1、I2如下：33解调器i1、i2的平均值之差Id及两者之和Ic分别为34振荡控制放大器流过VD1、VD5和VD3、VD7的电流之和I2+I1即IC等于常数。35振荡控制放大器定性分析如下：I2+I1↑→↑→Ud↑→振荡器振荡幅度↓→使I2+I1恢复到原来的数值I2