文档介绍：化工仪表及自动化
第四章显示仪表
内容提要
概述
模拟式显示仪表
自动电子电位差计
自动电子平衡电桥
数字式显示仪表
数字式显示仪表的特点及分类
数字式显示仪表的基本组成
新型显示仪表
无笔、无纸记录仪
虚拟显示仪表
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概述
显示仪表:
凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或累积的仪表。
显示仪表一般都装在控制室的仪表盘上。它和各种测量元件或变送单元配套使用;又能与控制单元配套使用,
分类
模拟式显示仪表
数字显示仪表
屏幕显示仪表
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第一节模拟式显示仪表
一、自动电子电位差计
电子电位差计是用来测量直流电压信号的,凡是能转换成毫伏级直流电压信号的工艺变量都能用它来测量。
工作原理
根据平衡法将被测电势与已知的标准电势相比较,当两者的差值为零时,被测电势就等于已知的标准电势。
图4-1 电压平衡原理图
测量时,可调节滑动触点C的位置,使
同时有
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第一节模拟式显示仪表
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根据这种电压平衡原理来进行工作。
特点
用可逆电动机及一套机械传动机构代替了人手进行电压平衡操作;
用放大器代替了检流计来检测不平衡电压并控制可逆电机的工作。
图4-2 电子电位差计原理图
电子电位差计既保持了手动电位差计测量精度高的优点,而且无须用手去调节就能自动指示和记录被测温度值。
结论
第一节模拟式显示仪表
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图4-3 电位差计测量桥路原理图
图4-2 电子电位差计原理图
(1)冷端温度补偿问题
举例
用镍铬-镍硅热电偶测量温度,其热端温度不变,而冷端温度从0℃升高到25℃,这时热电势将降低1mV,仪表指针会指示偏低。
第一节模拟式显示仪表
如果把R2做成随温度变化的电阻,且在温度从0℃升高到25℃时,其阻值变化量ΔR2=,这时,电阻R2上的电压降UDB也增大,ΔUDB=ΔR2·I2=1mV。为了统一规格,上支路的电流规定为4mA(或2mA),下支路电流规定2mA(或1mA)。因为测量桥路的补偿电压UCD=UCB-UDB,现在UDB增加了1mV,那么UCD就会减少1mV,此时滑动触点C的平衡位置不需变化。由于UCD的变化与热电势的变化相等,故能起到温度补偿作用,使仪表的指示值基本不受冷端温度变化的影响。
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第一节模拟式显示仪表
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(2)量程匹配问题
图4-4 XW系列电位差计测量桥路原理图
R2—冷端补偿铜电阻;RM—量程电阻;RB—工艺电阻;RP—滑线电阻;R4—终端电阻(限流电阻);R3—限流电阻;RG—始端电阻;E—稳压电源1V;I1—上支路电流4mA;I2—下支路电流2mA
①R2铜电阻装在仪表后接线板上以使其和热电偶冷端处于同一温度。
②下支路限流电阻R3 它与R2配合,保证了下支路回路的工作电流为2mA。
③上支路限流电阻R4 把上支路的工作电流限定在4mA。
④滑线电阻RP 仪表的示值误差、记录误差、变差、灵敏度以及仪表运行的平滑性等都和滑线电阻的优劣有关。
⑤量程电阻RM 决定仪表量程大小的电阻。
⑥始端(下限)电阻RG 大小取决于测量下限的高低。
第一节模拟式显示仪表
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测量桥路
放大器
可逆电机
指示机构
记录机构
图4-5 电子电位差计方框原理图
第一节模拟式显示仪表
二、自动电子平衡电桥
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利用平衡电桥来测量热电阻变化。
图4-6 平衡电桥
当被测温度为下限时,Rt有最小值Rt0,滑动触点应在RP的左端,此时电桥的平衡条件是
(4-3)