自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组

第二章仪表的构成与组件

仪表的构成电动与气动仪表的基本元件构成仪表的环节与典型实现自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第1页!2.1仪表的构成1、仪表的功能：仪表输出信号输入信号变送器调节器执行器T、P、F、L4~20mA0~10mA20~100KpaDV（DV=PV-SV）控制信号控制信号调节阀门开度或泵的转速自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第2页!2、仪表的开环结构：W(s)yxK开环仪表：问题：输入转换、放大等使误差累积并逐级放大，

y与x的线性关系难以保证。解决途径：采用闭环结构其中：W(s)代表仪表的转换部分，K表示放大部分。

2.1仪表的构成自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第3页!第二章构成仪表的元件

仪表的构成电动与气动仪表的基本元/组件构成仪表的环节与典型实现自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第4页!2、基本元件：气容

2.2电动与气动仪表的基本元件

电容C气容C

(a)固定电容(b)可变电容a)固定气容(b)可变气容关系式：关系式：

式中：q——电容中的电荷量；式中：m——气容中的气体质量

iC——流过电容的电流；M——气体的质量流量；

UC——电容两端的电压。PC——气容中的压力。自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第5页!节流通室（分压气路）

(a)结构原理图(b)阶跃响应关系式（稳态时）：

若P3=0（通大气）

式中

KP——比例系数，0<KP<1

分压电路

(a)结构原理图(b)阶跃响应关系式：

式中KP——比例系数，0<KP<1比例环节2.2电动与气动仪表的基本元件自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第6页!节流盲室（积分气路）

(a)结构原理图(b)阶跃响应

传递函数：

式中T——时间常数,T=RC积分电路

(a)结构原理图(b)阶跃响应

传递函数：

式中T——时间常数，T=RC

积分环节2.2电动与气动仪表的基本元件自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第7页!2.2电动与气动仪表的基本元件5、喷嘴-挡板机构结构1.放大作用：很大；2.转换作用：位移-喷嘴背压；3.控制作用：通过h控制PD。自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第8页!例：喷嘴挡板机构、功率放大器2.2电动与气动仪表的基本元件自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第9页!1.力平衡式：2.3构成仪表的环节与典型实现比较环节C：膜片的刚度系数自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第10页!2.力矩平衡式：2.3构成仪表的环节与典型实现比较环节自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第11页!本章重点仪表的功能：仪表输出信号输入信号变送器调节器执行器T、P、F、L4~20mA0~10mA20~100KpaDV（DV=PV-SV）控制信号控制信号调节阀门开度或泵的转速自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第12页!气阻：R=△P/M气容：本章重点节流通室：节流盲室：自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第13页!3、仪表的闭环结构：

Ki——输入部分的转换系数；

K——放大器的放大系数；

Kf——反馈部分的反馈系数。2.1仪表的构成由于K很大，所以输出输入关系几乎不受放大器特性影响。自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第14页!2.2电动与气动仪表的基本元件

电阻R气阻R(a)

固定电阻(a)固定气阻

(b)

可调电阻(b)可调气阻

关系式R=U/I关系式R=△P/M

式中

U——电阻两端电压；式中△P——气阻两端压降

I——流过电阻的电流。

M——气体的质量流量

1、基本元件：气阻自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第15页!3、基本组件：节流通室2.2电动与气动仪表的基本元件可调气阻固定气阻1.通过调整R1获得分压关系；2.K1在0～1间变化；3.可构成比例调节规律。自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第16页!4、基本组件：节流盲室积分时间：T＝RC2.2电动与气动仪表的基本元件自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第17页!微分环节2.2电动与气动仪表的基本元件节流盲室（微分气路）

(a)结构原理图(b)阶跃响应微分电路

(a)结构原理图(b)阶跃响应

自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第18页!2.2电动与气动仪表的基本元件6、气动功率放大器ACBD功率=压力X流量金属簧片金属膜片自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第19页!第二章构成仪表的元件

仪表的构成电动与气动仪表的基本元件构成仪表的环节与典型实现自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第20页!2.力矩平衡式：2.3构成仪表的环节与典型实现比较环节自动化仪表与DCS课件第二章仪表的构成与组共24页，您现在浏览的是第21页!

力比较是输入力和反馈力作用在比较元件上，其差值使比较元件产生微小的位移；力矩比较是输入力矩和反馈力矩作用在作为比较元件的杠杆上，其差值使杠杆产生微小的偏转。气动仪表的比较环节：力比较和力矩比较2.3构成仪表的环节与典型实现自动化仪表与DCS课件第二章仪