HG第四章显示仪表

1、1第四章 显示仪表功能功能：指示、记录或累积。：指示、记录或累积。按能源分类按能源分类:n电电 动动n气气 动动按显示方式分按显示方式分：n模拟式：指针（或记录笔）的位移，简单、可靠、模拟式：指针（或记录笔）的位移，简单、可靠、精度较低；精度较低；n数字式：数字显示，读数客观、精度较高；数字式：数字显示，读数客观、精度较高；n图像式：图形、曲线、字符和数字等。图像式：图形、曲线、字符和数字等。2主要内容第一节第一节 动圈式动圈式显示仪表显示仪表第二节第二节 自动电子电位差计自动电子电位差计第三节第三节 自动电子自动电子平衡电桥平衡电桥第四节第四节 数字式显示仪表数字式显示仪表第五节第五节 计算

2、机技术计算机技术与与虚拟仪器虚拟仪器3第一节第一节 动圈式动圈式显示仪表显示仪表l动圈式显示仪表的实质就是指针式电流/电压表。其核心部件是一个磁电式毫安计。测电流（一定的电流对应一定的指针偏转角度）l动圈式显示仪表通过一定的内置电路可以直接用来作为热电偶、热电阻，以及电流或电压的显示。l部分显示表还附带有模拟量输出，以实现简单的控制功能。动圈仪表的型号：XCZ：显示显示、磁电磁电、指示；指示；XCT：显示、磁电、控制控制。各字母的意义？4一、一、XCZ101型型动圈式动圈式显示仪表显示仪表功能：与热电偶配套使用的指示型显示仪表。功能：与热电偶配套使用的指示型显示仪表。1、测量机构及作用原理、测

3、量机构及作用原理NSmv信号l磁场中，一个用弹性张丝悬挂的线圈，当线圈有电流通过时，线圈在电磁力的作用下发生偏转；在电磁力矩与张丝的弹性力矩平衡时，线圈达到最大偏转角并稳定下来。l指针与线圈相连，指示电流大小。张丝的作用：支撑作用；信号导入；产生反作用力矩。偏转角大的仪表，张丝长一些，一般上下两部分相等。F=BIL5动圈表的测量原理动圈表的测量原理l校准后的动圈就是一个包含内阻r的电流表（毫安毫安计计）。l毫安计串联一个可调小电阻，使回路总电阻一定时，即可用于测量小电压如：热电偶的输出。l毫安计串联一个大电阻，使回路其它电阻忽略不计时，即可用于测量大电压普通电压表。l毫安计并联一个小电阻，使毫

4、安计内阻r忽略不计时，即可用于测量大电流普通电流表。62外接电阻和外接调整电阻外接电阻和外接调整电阻与热电偶配套使用时，测温温度热电势电流偏转角回路总电阻定值I=U/RR总R内R外R内为定值R外定值q一般规定：R外15，可通过外接调整电阻凑足。R外R热R补R铜R调此值标注在仪表的面板上R调：用锰铜丝绕制而成。73、动圈的温度补偿RTR串R动+动圈：铜丝Rt：半导体热敏电阻半导体热敏电阻温度的影响？可看成指数关系指数关系解决方法？量程的调整？R并8二、二、XCZ102型型动圈式动圈式显示仪表显示仪表功能：与热电阻相配套构成热电阻温度计。1不平衡电桥不平衡电桥当电桥平衡时，即动圈表G中无电流通过，

5、则有：温度电阻值直流毫伏信号？92、XCZ102型动圈式显示仪表型动圈式显示仪表构成构成构成：稳压电源、动圈仪表和不平衡测量桥路三线制三线制外接调整电阻外接调整电阻电阻值为电阻值为5可能很长。10三、三、几点要说明的问题几点要说明的问题q符号的意义q注意与测温元件配套的问题q要会使用外接调整电阻q仪表出厂时将短路端子用导线短路，实际上就是将动圈本身短接成一回路，构成一个磁感应阻尼器。11第二节第二节 自动电子电位差计自动电子电位差计当电路中有两个电位相反的电源时，总电势为两个电源电势之差。如果两个电源的电动势相等，则回路电流为零。一、手动电位差计一、手动电位差计平衡法 （如用于热电偶）原理：C

6、BCBtIRUEREI/12二、二、自动电子自动电子电位差计电位差计原理：原理：不平衡时，有压差，不平衡时，有压差，经电子放大，驱动可经电子放大，驱动可逆电机转动，使变阻逆电机转动，使变阻器触点改变位置，使器触点改变位置，使压差减少，直到压差压差减少，直到压差为零。为零。用用可逆电动机可逆电动机及一套机械及一套机械传动机构代替了传动机构代替了人手人手进行进行电压平衡操作。电压平衡操作。用用放大器放大器代替了代替了检流计检流计来检测不平衡电压并控制可来检测不平衡电压并控制可逆电机的工作。逆电机的工作。13三、三、自动电子电位差计的自动电子电位差计的测量桥路测量桥路(1)(1)冷端温度冷端温度补偿

7、问题补偿问题RGR4R2R3RpRMBAC- -+ +DI1I2E t+ +- -(2)量程匹配问题增加一个支路（下），R2：铜电阻进行补偿。为同一规格，上下支路的电流是规定的。仪表的测量下限有多种，对应滑动触点的起点，增加一个RG来调整；关系？仪表量程的窄宽，并联并联一个RM来调整；关系？R3 ， R4 限流电阻。14XW系列系列电位差计电位差计(1)(1)冷端温度冷端温度补偿问题补偿问题RGR4R2R3RpRMBAC- -+ +DI1I2E t+ +- -(2)量程匹配问题增加一个支路（下），R2：铜电阻进行补偿。为同一规格，上下支路的电流是规定的。仪表的测量下限有多种，对应滑动触点的起点

8、，增加一个RG来调整；关系？仪表量程的窄宽，并联并联一个RM来调整；关系？R3 ， R4 限流电阻。1V4mAV2mA并联一个工艺电阻RB。15四、四、自动电子电位差计的自动电子电位差计的结构结构16第三节第三节 自动电子自动电子平衡电桥平衡电桥一、平衡电桥一、平衡电桥测温测温原理原理配热电阻。17二、二、电子电子自动自动平衡平衡电桥电桥18三、三、电子自动平衡电桥的电子自动平衡电桥的结构结构阻阻19四、四、自动电子平衡电桥自动电子平衡电桥与与自动电子电位差自动电子电位差计计的的比较比较1 相似处：相似处：测温元件外形结构相似；测温元件外形结构相似；仪表的外形与结构。仪表的外形与结构。2 不同

9、处不同处:q输入信号不同：热电偶、热电阻；输入信号不同：热电偶、热电阻；q作用原理不同：平衡电桥和不平衡电桥；作用原理不同：平衡电桥和不平衡电桥；q冷端补偿：热电偶需；冷端补偿：热电偶需；q测温元件与测量桥路的连接方式不同：外、内；测温元件与测量桥路的连接方式不同：外、内；q桥路供电的电源：热电偶直流稳压、热电阻交直流皆可。桥路供电的电源：热电偶直流稳压、热电阻交直流皆可。20第四节第四节 数字式显示仪表数字式显示仪表数字显示仪表电压型频率型单点式多点式单点式多点式显示仪显示报警仪显示输出仪显示记录仪显示报警输出记录仪211、数显仪表原理和组成、数显仪表原理和组成检测变送模拟信号A/D转换数字

10、信号电子计数器 寄存器电子译码器显示器222、显示器显示器l功能：显示数字等l分类辉光数码管发光二极管液晶显示器2 3 1 2 31 23 1温度：560C压力：3.1MPa233、DDZ光柱显示光柱显示报警器报警器 信号：直流 电压：15V 电流：420mA 电源： 直流：24V 交流：220V上限下限上限设定下限设定24DDZ光柱显示报警器工作原理比较比较电源输入信号显示部分报警部分上限设定下限设定254、无笔无纸记录仪l无纸、无笔显示记录仪实际上是一台简化的计算机系统。l主要配置：CPU：工业专用微处理器；主板：专用。包括：ROM，RAM，时钟电路接口电路：l键盘控制器：接面板膜式键盘；

11、l显示控制器：接液晶显示器；l打印控制器：接微型打印机；l通讯控制器：外接计算机（PC）；lA/D转换器：接测试仪表（模拟量）。26无笔无纸记录仪主要功能l显示柱状图显示、数字显示、实时变化趋势曲线设定极限、报警；时间、单位l简易编程组态具有格式化的简易编程功能l历史记录l通讯27第五节第五节 计算机技术计算机技术与与虚拟仪器虚拟仪器1. 概念概念是具有虚拟面板的个人计算机仪器。是具有虚拟面板的个人计算机仪器。2. 从测量仪器的主要功能看虚拟仪器从测量仪器的主要功能看虚拟仪器数据采集数据采集数据分析处理数据分析处理数据显示数据显示由由 PC机实现机实现即即-操作面板是虚拟的操作面板是虚拟的:包

12、括各种开关、按钮、包括各种开关、按钮、旋钮、显示单元等旋钮、显示单元等28虚拟仪器虚拟仪器3.虚拟仪器的虚拟仪器的组成组成数据采集卡数据采集卡+普通的计算机普通的计算机+测控软件测控软件特点：同样的硬件加上不同的软件可以产生功特点：同样的硬件加上不同的软件可以产生功能不同的仪器。能不同的仪器。4.虚拟仪器的虚拟仪器的起源起源开发及应用起源于开发及应用起源于NI（National Instruments）公司。）公司。1986年年LabVIEW1.0; 最新的是最新的是7 . 029画面例子画面例子30虚拟仪器虚拟仪器和和传统仪器传统仪器的的比较比较虚拟仪器传统仪器开发和维护费用低开发和维护费用

13、高技 术 是 更 新 周 期 短（0.51年）技 术 更 新 周 期 长（510年）软件是关键硬件是关键价格低价格昂贵开放灵活与计算机同步，可重复用和重配置固定可用网络联络周边各仪器只可连有限的设备自动、智能化、远距离传输功能单一，操作不便31小小 结结第一节第一节 动圈式动圈式显示仪表显示仪表第二节第二节 自动电子电位差计自动电子电位差计第三节第三节 自动电子自动电子平衡电桥平衡电桥第四节第四节 数字式显示仪表数字式显示仪表第五节第五节 计算机技术计算机技术与与虚拟仪器虚拟仪器32练习练习1某仪表测量范围是5001000C，在用该仪表进行测温时，工艺要求该仪表指示值的误差不得超过6C，则应选

14、精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求？而某仪表的测量范围是5001000C，校验该表时得到的最大绝对误差为4C，试确定该仪表的精度等级。注：常用的仪表等级有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等 。33练习练习2用差压变送器测量密闭容器的液位，如下图所示，设被测液体的密度1=0.8g/cm3，连通管内充满隔离液，其密度为2=0.9g/cm3，设液位变化范围H为1250mm，h1=50mm，h2=2000mm。(g=10 m/s2) 差压变送器的零点要进行正迁移还是负迁移？迁移量为多少Pa？ 34练习练习31为什么要对热电偶进行冷端温度

15、补偿？补偿的方法有哪些(列出4种即可)？用镍铬-铜镍热电偶测温，已知冷端温度为t0=30C。测得的热电势为28.943mV，请问实际温度为多少？ E(400,0)=28.943mV，E(30,0)=1.801mV，E(430,0)=31.35mV，E(377.4,0)=27.142mV，E(422.5,0)=30.744mV，E(407,0)=29.549mV 35答案答案2-3解： P+=P0+1gH+2gh1 ，P-=P0+2gh2 ，P=P+-P-=1gH+2gh1-2gh2，H=0时，P =2gh1-2gh2 =900100.05-900102=-17550Pa ，为负迁移，迁移量为17550Pa。解：采用补偿导线后，将热电偶的冷端延伸到温度恒定或波动较小的地方，