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文档简介
1、化工显示仪表分析主 要 内 容一、显示仪表概述二、模拟式显示仪表三、数字式显示仪表一、显示仪表概述1、显示仪表的作用 显示仪表能与各种测量仪表和传感器配套使用,对被测参数自动进展指示、记录,在自动化系统中占有重要作用。典型工业自动检测仪表控制系统构造图2、显示仪表的分类 显示仪表按使用的能源分为气动显示仪表和电动显示仪表;按显示方式分为模拟式显示仪表和数字式显示仪表两大类。动圈式模拟显示仪表动圈式显示仪表是电动模拟式显示仪表。一般与热电偶、热电阻配套使用,用于显示温度大小,具有构造简单、价格廉价、性能可靠等特点。动圈式显示仪表有两种型号: XCZ-101(与热电偶配套 XCZ-102与热电组配
2、套动圈式显示仪表的外型220v动圈制动盘后接线示意图一XCZ-101型动圈式显示仪表的工作原理1、构造 动圈式显示仪表由动圈、张丝、磁铁、指针、表盘五局部组成。2、工作原理 NS+-01X10Cxcz-101R并R热mVR串设指针挪动的角位移为UR总 =K II=E( t, t0 )R内+ R外R内= R动 + R串+ R热/ R并R外= R热偶+ R补+ R连 +R调 =153、电路中各电阻的作用R串:电阻值较大,使动圈的电阻值随温度变化而引起的测量误差相对 R串较小,以致于可忽略不计,目的是减小测量显示误差。R调:热电偶的连接导线有长有短,为保证R总=常数,调整R调使R外=15 R热敏 与
3、 R并: R热敏与R并两个电阻是动圈的温度补偿电阻。因为动圈是铜导线绕制的,当温度升高时,动圈的电阻值R动就会增加,在电压信号不变的情况下,I将减小,动圈显示仪表的指针指示会偏低,此时,R热敏的电阻值也会随着温度自动减少,与R并并联后的电阻值会更小,其作用是自动补偿R动随温度变化的特性,使回路中总电阻值保持不变。反响容器220v补偿器R调热电偶与动圈表配套使用实际连线XCZ系列指针式显示仪表1热电偶 2补偿导线 3冷端补偿器 4外接调整电阻 5铜导线 6动圈 7张丝 8磁钢极靴 9指针 10刻度面板 二XCZ-102型动圈式显示仪表的工作原理 由动圈表的工作原理可知,动圈表实际上是一个毫伏计,
4、即测量电压的大小并加以显示的。热电偶恰好将被测温度转换成mV信号的大小,可直接和动圈表相连显示其温度,但热电阻是将温度转换成电阻的大小,不能直接送到动圈表上加以显示,必须先经过一个桥路将电阻的大小转换成mV信号的大小再和动圈表连接。因此XCZ-102型动圈式显示仪表与XCZ-101型动圈式显示仪表相比,在构造上应多了一个电桥。+ U=220vR13R11RtR4R12R2R1R3动圈表ab1、工作原理热电阻调整电阻桥路电阻R3 (R1+R11+Rt0) = R4 (R2+R12)当 t=0时,电桥平衡, Rt=Rt0Ua = Ub , Uab = Ua-Ub = 0 由于加在动圈两端的电压为0
5、,所以动圈表指针指在0的位置;t = 0, 升高时,电桥失去平衡,Rt0增大Rt,R3 (R1+R11+Rt0 + Rt,) = R4 (R2+R12)Ua = Ub , Uab = Ua-Ub = 0 由于加在动圈两端的电压不为0,所以动圈表指针指在相应的位置上。220v动圈制动反应容器热电阻与动圈表配套使用实际连线+ U=220vR13R11RtR4R12R2R1R3动圈表ab1.R1+R11+R连 1=52.R2+R12+R连2=53.R13+ R连3 = 5调整电阻的作用与大小第二节 自动电子电位差计 由于动圈式仪表实际上是一种测量电流的仪表,因此能引起电流变化的各种干扰因素都会导致测
6、量误差,动圈表测温总回路电阻不够恒定开环系统,这种误差不是靠进步仪表的加工要求就能弥补的。 同时,它的可动局部容易损坏,怕震动,阻尼时间较长,且不便于实现自动记录。 利用自动电子电位差计来测量电势,就可以抑制以上的缺点,进步测量精度“电压平衡原理工作原理 电位差计的工作原理是根据平衡法(也称补偿法、零值法)将被测电势与的标准电势相比较,当两者的差值为零时,被测电势就等于的标准电势。 图中R为线性度很高的锰铜线绕电阻,通过它的电流 I 是恒定的。G为检流计,它是个灵敏度很高的电流计。 测量时,可调节滑动触点C的位置,以使RCB上的压降UCB变化,那么得 一、手动电位差计UCB=I RCB 这样,
7、当UCBEt时或UCBEt时,检流计中就有电流流过,指针就发生偏转; 只有当UCBEt时,检流计中无电流流过,即此时I检0。 也就是说,这时的巳知电压UCB正好和未知热电势Et平衡,即 Et=UCB条件:I检=0 根据滑动触点的位置可以读出UCB,这样就到达了对未知热电势测量的目的。 由上述可知,要想使工作电流I 等于定值,用稳压电源供电是一个好方法。 假设用电池代替稳压电源时,就应在工作回路中加调整工作电流的电位器RH和标准电阻RN。 它利用标准电池EN及标准电阻RN来校准工作电流I,以确保工作电流恒定。 校准工作电流: 将开关K合在“1的位置上,然后调节工作回路的电位器RH,使检流计G的指
8、示为零。即 ENI RN 因为EN为标准电动势,RN为标准电阻,两个都是标准值,所以此时的电流I为仪表刻度时的规定值。 测量未知热电势Et 将开关K合到“2位置上,这时校准回路断开,测量回路接通,挪动滑动触点C的位置,直至检流计指示为零,此时便得: 用可逆电机代替人工操作传动机械,用放大器代替检流计。gcEExR+- 采用了稳压电源供电。二、自动电子电位差计 为了进步桥路的灵敏度,用放大器取代检流计,并用放大后的不平衡电压U输出驱动“可逆电机,通过传动系统带动滑动触点C,自动调平衡代替手动,直至U =0,才可以读数。 1、自动电子电位差计工作原理 为了弥补仪表工作环境温度T10,而使热电偶少反
9、映出的热电势E(T1,0)。在下支路设置电阻R2铜电阻。 R2-温度补偿电阻 ; R3 -限流电阻 、自动电子电位差计的测量桥路 冷端温度补偿自动电位差计测量桥路原理图 暂时把RB/RP/ RM看作一个电阻。为了能使滑线电阻R的滑动全范围时,对应热电势的变化全范围,需要在上支路设置两个电阻 RG-下限电阻 ; R4 上限电阻上支路限流4mA。 RB工艺电阻:由于Rp是手工绕制的滑线电阻,阻值难以准确控制,故需要并联一个碳膜电阻,并使RP/ RB=90,整体考虑,统一消费。 RM量程电阻:通过改变RM 阻值,到达改变三个电阻并联等效后的结果阻值。 量程匹配问题RR 、整机构造: 1电子放大器 JF-12型交流放大机械斩波,飘移小:输入桥路不平衡电势U 输出驱动可逆电机的控制电流 2可逆电机 伺服电机根据放大器放大后的U正负,有正反方向来带动滑轮滑动触点及指针自动调平衡直至 U =0停转 3同步记录机构 同步电机拖动记录纸均速转动记录笔夹、墨水、指针等 两种测量热电势的方法测得的结果极为准确,其原因如下。 由于它们是在全补偿时(亦即检流计中无电流通过时)进展测量读数、因此,被测热电势本身引起的压降损失和导线上的压降损失就不存在了,对测量结果也无影响。 测量结果的准确性是依赖于标准电池的电动势及测量回路电阻的精
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