过程控制及仪表ppt课件.ppt

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1、辽宁科技大学电信学院过程控制及仪表第三章变送器和转换器例子：温度变送器变送器和转换器的作用是分别将各种工艺变量(如温度、压力、流量、液位)和电信号（如电压、电流、频率、气压信号等）转换成相应的统一标准信号，以供显示、记录和控制之用。变送器在控制回路中的位置？温度变送器热电偶第三章变送器和转换器一、变送器的构成构成原理：变送器是基于负反馈原理工作的，其构成原理如图所示，它包括测量部分（既输入转换部分）、放大器和反馈部分。x测量部分Czi放大器Ky反馈部分Fzf+－零点调整零点迁移+z0第三章变送器和转换器上式中：K-放大

2、器系数；F-反馈部分的反馈系数；C-测量部分的转换系数；当满足深度负反馈的条件时，即KF>>1,则上式变为：根据上图可得变送器的输入输出关系为：因此在深度负反馈的条件下，变送器输出与输入之间的关系取决于测量部分和反馈部分的特性，而与放大器的特性几乎无关。如果转换系数C和反馈系数F是常数，则变送器的输出和输入将保持良好的线性关系。变送器的量程调整、零点调整和零点迁移1、量程调整使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应xyxminxmaxyminymax第三章变送器和转换器量程调整相当于改变变送器的

3、输入输出特性的斜率，也就是改变变送器输出信号y与输入信号x之间的比例系数。量程调整的方法：改变反馈部分的反馈系数F:改变测量部分转换系数C:F↑C↑量程量程↑↓2、零点调整和零点迁移使变送器的输出信号下限值ymin与测量范围的下限值xmin相对应，在xmin=0时，称为零点调整，在xmin≠0时，称为零点迁移。第三章变送器和转换器·零点调整使变送器的测量起始点为零·零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值当测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移;由可知：零点迁移的方法调Z

4、0第三章变送器和转换器第三章变送器和转换器二、差压变送器差压变送器是将液体、气体或蒸汽的压力、流量、等工艺量转换成统一的标准信号，作为指示记录仪、调节器或计算机装置的输入信号，以实现对上述变量的显示、记录或自动控制。本节着重讨论普遍使用的力平衡式差压变送器。（一）、概述力平衡式差压变送器包括测量部分、杠杆部分、位移检测放大器及电磁反馈机构。其构成方框图如下：第三章变送器和转换器测量部分是将被测差压⊿P转换成相应的输入力Fi，该力与电磁反馈机构输出的作用力Ff一起作用于杠杆系统，使杠杆系统产生微小的偏移，再经位移检测放大

5、器转换成统一的直流电流输出信号。由于采用了深度负反馈，因而测量精度较高，而且保证了被测差压⊿Pi和输出电流Io之间的线性关系。第三章变送器（二）、工作原理和结构1、工作原理：被测差压信号P1、P2分别引入元件3的两侧，则ΔPi转换为Fi，该力作用于主杠杆的下端，使主杠杆以轴封膜片4为支点偏转，F1沿水平推动8。F1分解F2和F3，F2带动14以M为支点逆时针偏转，此时12靠近差动变压器，使两者间气隙减小。检测片的位移变化量通过15转换为4-20mA的Io，作为输出。Io又流过16，产生Ff使副杠杆顺时针偏转，当Ff和F

6、i力矩平衡时，变送器状态稳定。第三章变送器和转换器作用：是将副杠杆上检测片的微小位移s转换成直流输出电流Io。组成：差动变压器、低频振荡器、整流滤波及功率放大器。（三）低频位移检测放大器第三章变送器和转换器1、差动变压器差动变压器是由检测片（衔铁）、上、下罐形磁芯和四组线圈构成。如图2-13所示，其作用是将检测片的位移s转换成相应的电压信号uCD。第三章变送器和转换器2、低频振荡器低频放大器由振荡器、整流滤波、及功率放大器三部分组成。①、振荡器线路图如右图：由LAB、C4构成的并联振荡回路的固有频率也就是低频振荡器的振

7、荡频率。第三章变送器和转换器振荡的振幅条件：即KF=1检测片位移S与振荡器输出电压UAB之间的关系：如下图，说明振荡器的放大特性是非线形的，而反馈特性在铁芯未饱和的情况下是线形的。两条线的交点p即为稳定后的工作点，p点对应的u’AB就是振荡器的输出电压。第三章变送器和转换器②、整流滤波振荡器的输出电压UAB经二极管VD4整流以及通过电阻R8、R9和电容C5滤波得到平滑的直流电压信号，再送至功放级。第三章变送器和转换器③、功率放大器功率放大器由晶体管VT2、VT3和电阻R3、R4、R5组成，如2-18所示。放大器采用PN

8、P-NPN互补型复合管，其目的一是提高电流大系数；二是电平配置，使VT2的基级电平与前级输出信号的电平相匹配。R3为稳定工作的反馈电阻，同时提高功放级的输入阻抗，有利于滤波器输出电压的稳定。R5为VT2、VT3集电极与发射级之间的穿透电流提供旁路，用以改善放大器的温度性能，提高了电路的稳定性。第三章变送器和转换器电磁反馈机构作用是