第3章显示仪表ppt课件.ppt

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1、用于检测现场的压力、温度等各种参量的仪表，大都是直接和现场的物理参量打交道，所以习惯上人们又常将这些仪表称为一次仪表，如热电偶、热电阻。一次仪表的主要作用一般是设法将现场的被测量转变为电量，但是，要直观地将这些电量客观反映被测量的大小往往还需要配接显示仪表，一般我们又常把显示仪表称为二次仪表。目前常用的显示器有四类：模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等模拟显示光柱显示显示仪表分类1、能源：电动显示仪表、气动显示仪表；2：显示方式：模拟式、数字式、图形显示；3、结构特点：带微处理器、不带微处理器；4、数字-模拟混合记录仪、无纸记录仪。

2、本章重点：模拟式显示仪表数字式仪表LED亮度高、耐振动；带背光板的LCD，耗电省、集成度高，不利于夜间观察图像显示记录仪无纸记录仪第1节模拟显示仪表工作原理1、磁电式显示与记录仪表：动圈式显示仪表；2、自动平衡式显示与记录仪表：自动平衡电位计、自动平衡电桥；3、光柱式显示仪表：LED光柱显示仪。特点结构简单、价格低廉、可以直观反映测量值的变化趋势。1、动圈式显示仪表突出优点是用途广泛、结构简单、易于维护、价格低廉，有一定的精度。其功能不仅仅限于指示，附加必要的电子线路还可以使动圈表兼有自动报警、自动调节，甚至还可以有自动记录的功能。与

3、热电偶、热电阻、霍尔变送器或压力变送器等相配合，可用来指示（或显示）、工业对象中的温度、压力、流量、成份、物位等多种非电量参数。这些非电量参数大都是要首先由检测元件将这些非电量参数转换成电量信号，然后再经过测量电路转换成流过动圈的微安电流，而动圈偏转的角度又反映了流过动圈中的电流大小，所以说尽管动圈表可以用于指示多种工业参数，但它实质上是一种用于测量电流的仪表。第1节模拟显示仪表1、工作原理动圈式仪表的实质就是一种磁电式直流电流表，其测量机构的核心部件是由处于永久磁铁气隙中的可以转动的矩形线圈，用于支承线圈的游标或叫张丝，以及用于指示

4、的指针和标尺等组成，而其中可以转动的线圈是这类仪表的突出特征，因此这类动圈式指示仪表又常有动圈仪表之称。第1节模拟显示仪表动圈仪表的基本原理是建立在安培定律的基础上，利用了在磁场中通电导体总要受到力的作用这一基本规律而设计的。第1节模拟显示仪表动圈仪表的测量机构是一个磁电式毫伏计,其中动圈是用具有绝缘层的细铜线绕成的矩形无骨框架。可动线圈处于永久磁钢的空间磁场中，当有直流毫伏信号在动圈上时，便有电流流过动圈。此时，该载流线圈将受到电磁力矩作用而转动。动圈的支撑是张丝，张丝同时还兼作导流丝。动圈的转动使张丝扭转，于是张丝就产生反抗动圈转

5、动的力矩.这个反力矩随着张丝扭转角的增大而增大。当电磁力矩和张丝反作用力矩平衡时，线圈就停留在某一位置上，这时动圈偏转角度的大小与输入毫伏信号相对应。当面板直接刻成温度标尺时，装在动圈上的指针就指示出被侧对象的温度值。第1节模拟显示仪表动圈测量机构（1）电磁力矩在均匀磁场中载流直导线所受的力F计算：载流直导线在均匀磁场中所受的力：F=NLBI式中：B：磁感应强度，I：电流L：导线长度F：力N：动圈的匝数第1节模拟显示仪表上图所示为由一匝导线所构成的矩形线圈处在均匀平行的磁场之中，当线圈中有按图所示的方向流过电流时，在矩形线圈垂直于磁力

6、线的两个边上将产生作用力F1和F2，受力方向如上图所示（依左手定则），但如果线圈平面与磁力线之间的夹角为Φ，则垂直于线圈平面的分力为F1’和F2’。第1节模拟显示仪表（2）反作用力矩如果仅使仪表受一种力矩即转动力矩的作用，其动圈只能作旋转运动而不会在某一位置固定，且必须设法在动圈上产生一与转动力矩相反的反作用力矩，使之与电磁转动力矩相平衡，只有这样才能使动圈偏转到一定的位置固定。在统一设计的动圈仪表中，一般反作用力矩都是张丝产生的。指出：张丝大多是由弹性金属材料（磷青铜或玻青铜、锡青铜等，也有用石英的）制成，它一端固定，而另一端与动圈

7、相连第1节模拟显示仪表1）测量机构的串并联电阻和温度补偿（1）串联电阻Rch测量机构的表头必须根据最小量程所需要的灵敏度进行设计；通过改变Rch的大小就可以达到变量程的目的；Rch由锰铜丝绕制，以使其电阻值不随环境温度而变化。第1节模拟显示仪表2）并联电阻Rb改善阻尼特性3）温度补偿电阻RT除动圈电阻随温度变化外，空气隙中的磁感应强度也将随温度的升高而减小，导致指针偏转角减小，从而引起附加的测量误差。另一方面，张丝的弹性模量随温度升高而降低，导致反作用力矩减小，使指针指示偏高。这两项可以相互抵消一部分。所以附加误差主要仍由动圈电阻随温

8、度变化引起。第1节模拟显示仪表3）动圈式显示仪表的测量线路配热电阻的动圈仪表测量线路在被测温度为仪表刻度的初始温度t0时，电桥平衡，有温度升高，电桥失去平衡，温度越高，不平衡电压越大，电流越大，仪表指针偏转角越大。第1节