仪表知识及仪表选型

常用仪表1卓越品质源于更高要求

一、仪表信号类型AI：模拟量输入（电流、电压信号）AO：模拟量输出（电流、电压信号）DI：数字量输入（开关量）DO：数字量输出（开关量）PI：脉冲量输入（频率信号）PO：脉冲量输出（频率信号）2卓越品质源于更高要求1、AI量（模拟量输入）

与物理量值对应，如压力、液位、流量、温度等。

①电流信号4~20mA/0~20mADC（直流信号）②电压信号1~5V/0~5VDC（直流信号）

③热电阻信号RTDPT100等（相应标准、电阻变化）④热电偶信号TCJ、K、S、B等（相应标准、电动势）⑤电桥信号压力传感器、负荷传感器、电位器等（mV电压信号）③④⑤①②调理、变换、专用电路、模块、仪表电流电压转换、250欧电阻转换、专用电路。3卓越品质源于更高要求信号变换原理电流信号→电压信号1~5V0~5V4~20mA0~20mAF1R2R1D1C1F1100mA可恢复保险（过流保护）D1瞬变管（过压保护）R1250Ω（变换电阻）R210KΩ（滤波电阻）C11µf/50V（滤波电容）4卓越品质源于更高要求热电阻信号→4~20mAIIRS1RS2RTDRViRS1、RS2导线电阻R热电阻阻值Vi=IRS1+IR+IRS2导线产生电压引入误差电压二线接法5卓越品质源于更高要求I1I1RS1RS2RTDRViI22II2三线接法RS1、RS2导线电阻R热电阻阻值RS1≈RS2I1≈I2Vi=IRS1+I1R-I2RS2≈I1R通过导线电压抵消消除导线引入的误差6卓越品质源于更高要求四线接法RS1RS2RTDRViIRS1、RS2导线电阻R热电阻阻值Vi=IR输入阻抗很大，导线影响忽略7卓越品质源于更高要求R→VV→I4~20mARTD电阻→电压转换电压→电流转换转换原理8卓越品质源于更高要求TCVi4~20mAV→VV→I热电偶信号→4~20mA两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点温度不同时，则会在其回路内产生热电流（热电动势）。与热电阻比较，热电偶测量范围宽，但线性差，需冷端补偿。冷端补偿方法：电路补偿，软件补偿。线性化：线性化电路，通过查分度表软件线性化。补偿导线9卓越品质源于更高要求mV信号（电桥信号）→4~20mA激励Vi激励方法：电压激励恒呀压源，负荷传感器（10V）电流激励恒流源差动输出：差动输出，高阻输入，一般为mV信号5根接线：2激励，2信号，1屏蔽。10卓越品质源于更高要求mV→VV→I4~20mAVi转换原理11卓越品质源于更高要求mV信号（电位器信号）→4~20mAmV→VV→I4~20mA激励信号连续位移、角位移等12卓越品质源于更高要求2、AO量（模拟量输出）

用于信号输出、驱动、PID调节等①电流信号4~20mA/0~20mADC（直流信号）②电压信号1~5V/0~5VDC（直流信号）

电流信号负载电阻越大负载越重﹤1K

电压信号负载电阻越小负载越重

13卓越品质源于更高要求3、DI/DO量（数字量输入/输出）

与物理状态及控制状态对应。DI：如启停状态、开关状态、三通状态等。DO：如开关信号、报警信号、指示信号等。

①触点信号继电器②电平信号+24V、+12V、+5V等③集电极开路输出，FET

触点信号电平信号电平信号模块+VCC（24V）继电器DODI14卓越品质源于更高要求集电极开路输出FETViDI/DOVccRVcc外接电源R上拉电阻输出管截止DO高1输出管饱和DO低0可变电平输出，驱动大负载VccJViVcc外接电源J继电器驱动继电器15卓越品质源于更高要求4、PI/PO量（脉冲量输入/输出）与物理量的瞬时值或累积值对应，信号类型与DI/DO类似。脉冲信号---与累积值对应。频率信号---与瞬时值对应。脉冲信号

脉冲当量---单位脉冲对应的累积值。如流量：/脉冲、m3/8000脉冲累积值=脉冲数×脉冲当量（m3）

瞬时值=脉冲数×脉冲当量/测量时间（s）×3600（m3/h）此类信号测量累积值方便，测量瞬时值困难。

若脉冲频率较小时，应通过测量脉冲周期测量瞬时值。若脉冲频率较大时，可通过测量单位时间脉冲数测量瞬时值。频率信号

瞬时值与频率值成正比，如：0~30m3/h对应0~5000Hz

此类信号测量瞬时值方便，测量累积值困难。测量累积值要有精确定时。

16卓越品质源于更高要求5、累积测量时的一般问题

精确定时问题，始动量问题，余量累积问题。精确定时问题

当通过瞬时值计算累积值时，存在精确定时问题。

Q=∑△Q逐次累加

△Q=V×△T

Q总累积△Q时间分段累积V瞬时值△T分段时间

△T需精确定时，否则将产生较大误差。在编程时需考虑此问题。始动量量问题当通过瞬时值计算累积值时，存在始动量问题。由于瞬时量有波动（干扰），造成无流量时仍有累积，因此需要有一始动量，当瞬时值小于此值时不累积。17卓越品质源于更高要求余量累积问题每次进行累积计算时，由于累积精度问题，可能使较小的部分累积不上，造成累积误差。

Q####.##△Q

#.##

##

每次应把上次余量累加到本次△Q上，再累加有效部分。

余量累积部分18卓越品质源于更高要求6、仪表接线

二线制、三线制、四线制。仪表二线制4~20mA24V250欧4~20mA250欧24V仪表三线制220V仪表四线制250欧4~20mA19卓越品质源于更高要求

二、仪表类型仪表=传感器+变送器（带显示或不带显示）常用仪表压力仪表：绝压、表压、差压，应变、扩散硅、陶瓷、电容、谐振。温度仪表：热电阻（PT10、PT100等）、热电偶（J、K、S、B等）。液位仪表：压力、可变电阻、电容、超声波、雷达。流量仪表：电磁、超声波、涡街、旋进旋涡、涡轮、质量等。电压、电流、功率等。20卓越品质源于更高要求压力仪表绝压、表压、差压，应变、扩散硅、陶瓷、电容、谐振。原理、特点、应用温度仪表热电阻（PT10、PT100等）、热电偶（J、K、S、B等）。原理、特点、应用液位仪表压力、可变电阻、电容、超声波、雷达。原理、特点、应用流量仪表电磁、超声波、涡街、旋进旋涡、涡轮、质量等。原理、特点、应用电压、电流、功率仪表原理、特点、应用21卓越品质源于更高要