热工测量及仪表-第4章-显示仪表ppt课件.ppt
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1、刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程第四章 显示仪表 第一节 概述第二节 模拟式显示仪表第三节 数字式显示仪表第四节 常用显示仪表简介第五节 仪表防爆知识刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程显示仪表:凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或累积的仪表。累积的仪表。一、定义 显示仪表是指接收检测元件显示仪表是指接收检测元件(包括敏感元件、传感包括敏感元件、传感器、变送器等器、变送器等)输
2、出信号,通过适当的处理和转换,输出信号,通过适当的处理和转换,以易于识别的形式将被测参数表现出来的装置。以易于识别的形式将被测参数表现出来的装置。第一节 概述刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程典型工业自动检测仪表控制系统结构图典型工业自动检测仪表控制系统结构图刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程3刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程第一节
3、 概述二、分类 显示仪表按使用的显示仪表按使用的能源能源分为气动显示仪表和电动分为气动显示仪表和电动显示仪表;按显示仪表;按显示方式显示方式可以分为模拟式、数字式和屏可以分为模拟式、数字式和屏幕式三大类。幕式三大类。还有一类称为记录仪的特殊显示装置。还有一类称为记录仪的特殊显示装置。近年来,随着计算机多媒体技术的快速发展,利近年来,随着计算机多媒体技术的快速发展,利用计算机来取代实际的显示仪表,形成了所谓的虚拟用计算机来取代实际的显示仪表,形成了所谓的虚拟显示仪表的概念。显示仪表的概念。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度
4、的病理生理过程显示仪表4第一节 概述刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 模拟式显示仪表就是用标尺、指针、曲线等模拟式显示仪表就是用标尺、指针、曲线等模拟式显示仪表就是用标尺、指针、曲线等模拟式显示仪表就是用标尺、指针、曲线等方式显示和记录被测变量的测量值。方式显示和记录被测变量的测量值。方式显示和记录被测变量的测量值。方式显示和记录被测变量的测量值。模拟式显示仪表工作可靠,价格低廉,能满足一定的模拟式显示仪表工作可靠,价格低廉,能满足一定的模拟式显示仪表工作可靠,价格低廉,能满足一定的模拟式显示仪表工作可靠
5、,价格低廉,能满足一定的精度要求,但结构复杂,读数不直观,重现性差。精度要求,但结构复杂,读数不直观,重现性差。精度要求,但结构复杂,读数不直观,重现性差。精度要求,但结构复杂,读数不直观,重现性差。测量仪表测量仪表测量仪表测量仪表 传感器传感器传感器传感器被测变量被测变量被测变量被测变量Y Y测量值测量值测量值测量值Z Z显示仪表显示仪表显示仪表显示仪表(去控制室)(去控制室)(去控制室)(去控制室)第二节 模拟式显示仪表刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程1.动圈式显示仪表 动圈表可以与热电偶动圈表可以与
6、热电偶、热电阻、压力变送器、差压变、热电阻、压力变送器、差压变送器及送器及 流量变送器相配合,用来指示工业对象的温度、压流量变送器相配合,用来指示工业对象的温度、压力和流量参数,也可以对直流毫伏信号进行显示。各种被力和流量参数,也可以对直流毫伏信号进行显示。各种被测参数只要通过传感器或变送器转换成相应的电信号,就测参数只要通过传感器或变送器转换成相应的电信号,就可由动圈表直接进行显示。在动圈表中增加一些附加控制可由动圈表直接进行显示。在动圈表中增加一些附加控制电路,还可以实现报警及控制功能。电路,还可以实现报警及控制功能。动圈表型号意义:动圈表型号意义:XCZ:显示、磁电、指示:显示、磁电、指
7、示 XCT:显示、磁电、控制:显示、磁电、控制使用时的注意事项:使用时的注意事项:注意配套使用;注意配套使用;适当调整外接电阻;适当调整外接电阻;运输时,短路保护。运输时,短路保护。动圈式显示仪表刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程动圈式显示仪表的外型220v动圈制动盘后接线示意图盘后接线示意图盘后接线示意图盘后接线示意图 XCZ-101(XCZ-101(与热电偶配套)与热电偶配套)XCZ-102 XCZ-102(与热电组配套)(与热电组配套)刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对
8、稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(一)XCZ-101型动圈式显示仪表的工作原理(1 1)结构)结构 动圈式显示仪动圈式显示仪表由动圈、张丝、表由动圈、张丝、磁铁、指针、表盘磁铁、指针、表盘五部分组成。五部分组成。NS+-015X10Cxcz-102R并R热mVR串刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(2)工作原理 根据电磁感应原理,当有根据电磁感应原理,当有mVmV信号加在动信号加在动圈两端时,形成一个闭合回路,便有电流流过圈两端时,形成一个闭合回路,便有电流流过动圈,载流动圈在磁场中
9、将受到电磁场的作动圈,载流动圈在磁场中将受到电磁场的作用。根据左手定则,磁力线穿过手心,四指指用。根据左手定则,磁力线穿过手心,四指指向电流方向,拇指就是导体受力方向,这个力向电流方向,拇指就是导体受力方向,这个力使动圈转动,使动圈转动的力和绑定动圈的张使动圈转动,使动圈转动的力和绑定动圈的张丝力相等时,动圈停在某一位置,指针指示出丝力相等时,动圈停在某一位置,指针指示出温度的大小。温度的大小。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程设指针移动的角位移为设指针移动的角位移为UR总总=K II=E(t,t0)R内内
10、+R外外R内内=R动动+R串串+R热热 R并并R外外=R热偶热偶+R补补+R连连+R调调 =15刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(3)电路中各电阻的作用R R串:串:R R串串电阻值较大,使动圈的电阻值随温度变化电阻值较大,使动圈的电阻值随温度变化而引起的测量误差相对而引起的测量误差相对 R R串串较小,以至于可忽略不较小,以至于可忽略不计,目的是减小测量显示误差。计,目的是减小测量显示误差。R R调:调:热电偶的连接导线有长有短,热电偶的连接导线有长有短,为保证为保证R R总总=常数,常数,调整调整R
11、R调调使使R R外外=15=15 刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 R热敏热敏 与与 R并:并:R R热敏热敏热敏热敏与与与与R R并并并并两个两个两个两个电阻是动圈的温度补偿电阻。电阻是动圈的温度补偿电阻。电阻是动圈的温度补偿电阻。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,动圈因为动圈是铜导线绕制的,当温度升高时,动圈因为动圈是铜导线绕制的,当温度升高时,动圈因为动圈是铜导线绕制的,当温度升高时,动圈的电阻值的电阻值的电阻值的电阻值R R R R动动动动就会增加,在电压信号不变的情
12、况下就会增加,在电压信号不变的情况下就会增加,在电压信号不变的情况下就会增加,在电压信号不变的情况下,I I I I将减小,动圈显示仪表的指针指示会偏低,将减小,动圈显示仪表的指针指示会偏低,将减小,动圈显示仪表的指针指示会偏低,将减小,动圈显示仪表的指针指示会偏低,此时,此时,此时,此时,R热敏热敏的电阻值也会随着温度自动减的电阻值也会随着温度自动减少,与少,与R并并并联后的电阻值会更小,其作用并联后的电阻值会更小,其作用是是自动补偿自动补偿自动补偿自动补偿R R R R动动动动随温度变化的特性,使回路中总随温度变化的特性,使回路中总随温度变化的特性,使回路中总随温度变化的特性,使回路中总电
13、阻值保持不变。电阻值保持不变。电阻值保持不变。电阻值保持不变。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程反反应应容容器器220v补偿器补偿器R调热电偶与动圈表配套使用实际连线热电偶与动圈表配套使用实际连线热电偶与动圈表配套使用实际连线热电偶与动圈表配套使用实际连线刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(二)(二)XCZ-102XCZ-102型动圈式显示仪表的工作原理型动圈式显示仪表的工作原理 由动圈表的工作原理可知,动圈表实际上是由
14、动圈表的工作原理可知,动圈表实际上是一个一个毫伏计毫伏计,即测量电压的大小并加以显示的。,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热电偶恰好将被测温度转换成mV信号的大小,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加以显示,必须先经过一个桥路将电阻的大小转换成换成mV信号的大小再和动圈表连接。因此信号的大小再和动圈表连接。因此XCZ-XCZ-102102型动圈式显示仪表与型动圈式显示仪表与XCZ-10
15、1XCZ-101型动圈式显示仪型动圈式显示仪表相比,在结构上应多了一个电桥。表相比,在结构上应多了一个电桥。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程+U=220vR13R11RtR4R12R2R1R3动圈表动圈表ab(1 1 1 1)工作原理)工作原理)工作原理)工作原理热电阻调整电阻桥路电阻刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程R3(R1+R11+Rt0)=R4(R2+R12)当当 t=0时时,电桥平衡,电桥平衡,Rt=Rt0U
16、a=Ub,Uab=Ua-Ub=0 由于加在动圈两端的电压为由于加在动圈两端的电压为0,所以动圈表指针,所以动圈表指针指在指在0的位置;的位置;刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程t=0,升高时升高时,电桥失去平衡,电桥失去平衡,Rt0增大增大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由于加在动圈两端的电压不为0,所以动圈表指,所以动圈表指针指在相应的位置上。针指在相应的位置上。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏
17、机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(2)热电阻的三线制接法 1 1)什么是三线制的接法?)什么是三线制的接法?从热电阻本身引出三根线。其中两根将热电阻从热电阻本身引出三根线。其中两根将热电阻连接在电桥的桥臂上。另一根连到电桥电源的负连接在电桥的桥臂上。另一根连到电桥电源的负极上。极上。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程2 2)为什么采用三线制接法)为什么采用三线制接法 因为热电阻安装在测量现场,动圈表安装因为热电阻安装在测量现场,动圈表安装在控制台或控制室,两者之间要通
18、过连接导线在控制台或控制室,两者之间要通过连接导线连接,而连接导线容易连接,而连接导线容易 受环境温度的影响引起受环境温度的影响引起导线电阻值的变化。当连接在两个桥臂上时,导线电阻值的变化。当连接在两个桥臂上时,其变化可以互相抵消一部分。从而减小对仪表其变化可以互相抵消一部分。从而减小对仪表读数的影响。读数的影响。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程220v动动圈圈制制动动反反应应容容器器热电阻与动圈表配套使用实际连线热电阻与动圈表配套使用实际连线热电阻与动圈表配套使用实际连线热电阻与动圈表配套使用实际连线刘
19、玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程+U=220vR13R11RtR4R12R2R1R3动圈表动圈表ab1.R1+R11+R连连 1=52.R2+R12+R连连2=53.R13+R连连3=5调整电阻的作用与大小调整电阻的作用与大小刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(3)动圈式显示仪表使用注意事项1 1、型号要匹配、型号要匹配 动圈式显示仪表分为动圈式显示仪表分为XCZ-101 XCZ-101 和和XCZ-102XCZ-102
20、两种类两种类型,每种类型又分为好几个型号,一定要注意动表型,每种类型又分为好几个型号,一定要注意动表的型号和热电偶、热电阻的型号匹配。的型号和热电偶、热电阻的型号匹配。2 2、冷端补偿与三线制、冷端补偿与三线制 热电偶和动圈表之间要考虑冷端补偿问题;热热电偶和动圈表之间要考虑冷端补偿问题;热电阻和动圈表之间要考虑三线制接法问题。电阻和动圈表之间要考虑三线制接法问题。3 3、调整电阻、调整电阻 调整调整R R调调,一定要保证热电偶的,一定要保证热电偶的R R外外=15=15;保证;保证热电阻的各支路热电阻的各支路R R外外=5=5。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相
21、对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程2.自动平衡式显示仪表自动平衡显示仪表工作原理图自动平衡显示仪表工作原理图自动平衡式显示仪表第二节 模拟式显示仪表刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程自动平衡显示仪表工作原理图自动平衡显示仪表工作原理图刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(1)自动平衡电子电位差计 电位差计是用来测量电势或电位的,当它与热电偶配合时,可以用来测量和显示温度。自动平自动平衡式显示仪表衡式
22、显示仪表刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程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,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。而且无须用手去调节就能自动指示和记录被测温度值。结论结论热电偶测量桥路放大器可逆电机指示机构记录机构同步电机稳压电源 电子电位差计原理方框图(1)自动平衡电子电位差计刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程自动电子电位差
23、计的测量桥路自动电子电位差计的测量桥路自动电子电位差计的测量桥路自动电子电位差计的测量桥路 XW系列电位差计测量桥路原理图(1)自动平衡电子电位差计刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程桥路中各电阻的作用桥路中各电阻的作用(a)(a)滑滑线线电电阻阻 R RP P与与工工艺艺电电阻阻 R RB B 改变滑动触点在 RP上的位置,可以产生不同的桥路输出电压以平衡热电偶的热电势。(b)(b)始始端端 (下下限限)电电阻阻 R RG G RG的大小取决于测量下限的高低。(c)(c)量量程程电电阻阻R RMM RM是决
24、定仪表量程大小的电阻。它的大小由仪表测量范围与所采用的热电偶分度号来决定。(1)自动平衡电子电位差计刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(e)(e)冷端温度补偿电阻冷端温度补偿电阻 R R2 2 降低了测量误差。(d)(d)上支路限流电阻上支路限流电阻R R4 4 把上支路的工作电流限定在4mA。(f)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。刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(a a a a)
25、平衡电桥测温原理)平衡电桥测温原理)平衡电桥测温原理)平衡电桥测温原理利用平衡电桥来测量热电阻变化。利用平衡电桥来测量热电阻变化。图5-4 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(1)(2)电子自动平衡电桥刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 滑动触点B的位置就可以反映电阻的变化,亦即反映了温度的变化。并且可以看到触点的位移与热电阻的增量呈线性关系。结论结论当被测温度升高后的平衡条件是(2)用式(2)减式(1),则得(3)刘玉长刘玉长病原体侵入机体,消弱
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