热工自动检测技术幻灯片.ppt

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1、热工自动检测技术课件第1页，共55页，编辑于2022年，星期日第三章第三章 显示仪表显示仪表本章主要介绍本章主要介绍 模拟式显示仪表模拟式显示仪表组成原理及测量线路分析；组成原理及测量线路分析；数字式显示仪表数字式显示仪表工作原理；工作原理；仪表抗干扰措施仪表抗干扰措施:从事仪表检修、维修工作经常涉从事仪表检修、维修工作经常涉及的问题。及的问题。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第2页，共55页，编辑于2022年，星期日3.1 模拟式仪表包括：动圈式显示仪表和平衡式显示仪表热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第3页，共55页，编辑于2022年，星期日3.1

2、.1 动圈式显示仪表动圈式显示仪表 动圈式显示仪表是我国自行设计制造的系列仪表产品，命动圈式显示仪表是我国自行设计制造的系列仪表产品，命名为系列。系列按其功能有指示型（）和名为系列。系列按其功能有指示型（）和指示调节型（）两个系列。指示调节型（）两个系列。动圈式显示仪表结构简单，使用方便，动圈式显示仪表结构简单，使用方便，.级精度和价级精度和价格便宜，因此在工业生产中，尤其是在中小型企业格便宜，因此在工业生产中，尤其是在中小型企业得到广泛应用。得到广泛应用。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第4页，共55页，编辑于2022年，星期日动圈表可以与各种传感器、变送器配合，经测量

3、线路转换动圈表可以与各种传感器、变送器配合，经测量线路转换为微安或毫安级电流，驱动动圈偏转，指示被测过程变量为微安或毫安级电流，驱动动圈偏转，指示被测过程变量的值。的值。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第5页，共55页，编辑于2022年，星期日热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第6页，共55页，编辑于2022年，星期日一、动圈式显示仪表工作原理一、动圈式显示仪表工作原理 动圈式仪表测量机构的核心部件是一个磁电式毫伏动圈式仪表测量机构的核心部件是一个磁电式毫伏计。计。动圈是具有绝缘层的细铜线制成的矩形框，用张丝支承动圈是具有绝缘层的细铜线制成的矩形框，用

4、张丝支承（张丝还兼作导流丝），置于永久磁钢的空间磁场中，有（张丝还兼作导流丝），置于永久磁钢的空间磁场中，有电流流过时，动圈在电磁力矩的作用下产生转动。电流流过时，动圈在电磁力矩的作用下产生转动。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第7页，共55页，编辑于2022年，星期日动圈的偏转使张丝扭转，从而产生反抗动圈转动的力矩。动圈的偏转使张丝扭转，从而产生反抗动圈转动的力矩。当两力矩平衡时，动圈就停在某一位置上，指示该瞬时被当两力矩平衡时，动圈就停在某一位置上，指示该瞬时被测量的大小。测量的大小。动圈的偏转角与流过动圈的电流成正比。动圈带动指动圈的偏转角与流过动圈的电流成正比。动

5、圈带动指针偏转，可以直接指示出变量数值。针偏转，可以直接指示出变量数值。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第8页，共55页，编辑于2022年，星期日由于动圈的位置与输入毫伏信号相对应，当面板直接刻成由于动圈的位置与输入毫伏信号相对应，当面板直接刻成温度标尺时，装在动圈上的指针就指示出被测介质的温度温度标尺时，装在动圈上的指针就指示出被测介质的温度值。值。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第9页，共55页，编辑于2022年，星期日二、测量线路中电阻的温度补偿二、测量线路中电阻的温度补偿 RwRw：外部电阻：外部电阻 Rn:Rn:内部电阻内部电阻量程电阻量程

6、电阻RcRc：使用锰铜丝绕制，仪表出厂前已调整好，：使用锰铜丝绕制，仪表出厂前已调整好，其值随仪表量程而异。以限制流过动圈的电流，使量程上其值随仪表量程而异。以限制流过动圈的电流，使量程上限时，指针正好指示在满刻度上，即流过动圈的最大电流限时，指针正好指示在满刻度上，即流过动圈的最大电流不变。不变。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第10页，共55页，编辑于2022年，星期日温度补偿电阻温度补偿电阻RkRk：因为动圈用铜电阻绕制，随仪表所处：因为动圈用铜电阻绕制，随仪表所处环境温度变化产生阻值变化，导致电流变化，引起示值变环境温度变化产生阻值变化，导致电流变化，引起示值变化

7、，产生温度附加误差。化，产生温度附加误差。温度附加误差主要是由于动圈铜温度附加误差主要是由于动圈铜电阻变化产生的。电阻变化产生的。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第11页，共55页，编辑于2022年，星期日由于温度上升，铜电阻上升，热敏电阻随温度升高而降由于温度上升，铜电阻上升，热敏电阻随温度升高而降低，与动圈电阻变化趋势相反，但低，与动圈电阻变化趋势相反，但热敏电阻热敏电阻RtRt的温度特的温度特性是非线性的，并联一性是非线性的，并联一锰铜电阻锰铜电阻R RB B，使使RkRk（Rt RRt RB B）的特性近似为线性，与的特性近似为线性，与动圈电阻动圈电阻R RD D

8、串联后可以很好地进串联后可以很好地进行温度补偿。行温度补偿。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第12页，共55页，编辑于2022年，星期日三、配热电偶的动圈仪表测量线路三、配热电偶的动圈仪表测量线路 由于我国生产的热电偶均符合由于我国生产的热电偶均符合ITS-90国际温标所规国际温标所规定的标准，其一致性非常好，所以国家又规定了与每定的标准，其一致性非常好，所以国家又规定了与每一种标准热电偶配套的仪表，它们的显示值为温度，一种标准热电偶配套的仪表，它们的显示值为温度，而且均已线性化。与而且均已线性化。与K型热电偶配套的动圈仪表型号为型热电偶配套的动圈仪表型号为XCZ-101

9、或或XCT-101等。数字式仪表也有等。数字式仪表也有指示指示型型（XMZ）和指示调节型（）和指示调节型（XMT）等几种系列品等几种系列品种。种。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第13页，共55页，编辑于2022年，星期日 动圈表要求输入毫伏信号，当配热电偶测动圈表要求输入毫伏信号，当配热电偶测温时，它可以直接与热电偶温度传感器连温时，它可以直接与热电偶温度传感器连接；热电偶产生热电势接；热电偶产生热电势,毫伏信号加在动圈毫伏信号加在动圈表上。表上。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第14页，共55页，编辑于2022年，星期日动圈式仪表与热电偶配套测温

10、时，热电偶、动圈式仪表与热电偶配套测温时，热电偶、连接导线（补偿导线）、调整电阻和显示连接导线（补偿导线）、调整电阻和显示仪表组成了一个闭合回路。仪表组成了一个闭合回路。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第15页，共55页，编辑于2022年，星期日外接电阻及外接调整电阻外接电阻及外接调整电阻 为了使流过动圈的电流只与热电势或所测温度成正比，为了使流过动圈的电流只与热电势或所测温度成正比，在动圈仪表进行刻度时，采用规定外线路电阻数值为在动圈仪表进行刻度时，采用规定外线路电阻数值为定值的办法来解决这一问题。定值的办法来解决这一问题。配热电偶的动圈表统一配热电偶的动圈表统一规定规

11、定w1欧欧，此值标注在仪表表面上。，此值标注在仪表表面上。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第16页，共55页，编辑于2022年，星期日所以，无论在刻度或使用时，外线电阻都应该保持这所以，无论在刻度或使用时，外线电阻都应该保持这个数值，不是欧的个数值，不是欧的，应借助调整电阻（仪表附，应借助调整电阻（仪表附件，由猛铜丝绕成）来凑足欧件，由猛铜丝绕成）来凑足欧,利用调整电阻补足利用调整电阻补足它的差值，然后按接线图将调整电阻接入测量回路中。它的差值，然后按接线图将调整电阻接入测量回路中。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第17页，共55页，编辑于2022年

12、，星期日四、配热电阻的测量线路四、配热电阻的测量线路 配接热电阻时要使用不平衡电桥将热电阻阻值变化转换配接热电阻时要使用不平衡电桥将热电阻阻值变化转换成直流电压信号成直流电压信号1、工作原理、工作原理测量桥路是一不平衡电桥，采用两级硅稳压管的稳压电源测量桥路是一不平衡电桥，采用两级硅稳压管的稳压电源为其供电。通常取为其供电。通常取R3=R4；Rw+R2Rt0RwR0；其中其中Rt0是对应于仪表刻度始点的热电阻值。是对应于仪表刻度始点的热电阻值。Rw为外为外接电阻，包括连接导线电阻。接电阻，包括连接导线电阻。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第18页，共55页，编辑于2022

13、年，星期日当被测温度为仪表刻度始点时（即当被测温度为仪表刻度始点时（即RtRt0）电桥平衡，）电桥平衡，无电压输出，流过动圈的电流为零。无电压输出，流过动圈的电流为零。当热电阻当热电阻t随温度变化时，电桥失去平衡，随温度变化时，电桥失去平衡，Ucd不等于不等于零，零，此时电流流过动圈，指针指示相应的温度。此时电流流过动圈，指针指示相应的温度。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第19页，共55页，编辑于2022年，星期日电桥输出的电压电桥输出的电压Ucd还与电源电压有关，交流电经整流滤还与电源电压有关，交流电经整流滤波，采用了两级硅稳压管稳压的并联稳压供电。考虑到仪波，采用了

14、两级硅稳压管稳压的并联稳压供电。考虑到仪表环境温度对稳压管稳压值的影响，还接入了铜补偿电阻，表环境温度对稳压管稳压值的影响，还接入了铜补偿电阻，以保证电桥供电电压的稳定性。以保证电桥供电电压的稳定性。热工自动检测技术 高职高专 ppt 高等职业教育 课件第20页，共55页，编辑于2022年，星期日2、动圈表与热电阻的三线制连接法动圈表与热电阻的三线制连接法 不平衡电桥中热电阻连接要采用三线制，以不平衡电桥中热电阻连接要采用三线制，以减小由于减小由于环境温度变化造成连接导线电阻变化所引起的温度附环境温度变化造成连接导线电阻变化所引起的温度附加误差。加误差。第21页，共55页，编辑于2022年，星

15、期日 热电阻有两个接线柱，连接导线热电阻有两个接线柱，连接导线1和和2的一端一同接在热电阻的一个的一端一同接在热电阻的一个接线柱上；连接导线接线柱上；连接导线3的另一端接在热电阻的另一个接线柱上。然的另一端接在热电阻的另一个接线柱上。然后将连接导线后将连接导线1的另一端与稳压电源负极相连；连接导线的另一端与稳压电源负极相连；连接导线2和和3的的分别接在电桥的两个桥臂上。这样，连接导线分别接在电桥的两个桥臂上。这样，连接导线2和和3分别加在电桥分别加在电桥的两个相邻桥臂上，的两个相邻桥臂上，环境温度引起的导线电阻变化可以相互环境温度引起的导线电阻变化可以相互低消一部分，低消一部分，减小了对仪表读

16、数的影响，提高了测量的准确性。减小了对仪表读数的影响，提高了测量的准确性。第22页，共55页，编辑于2022年，星期日对对三线制连接法统一规定三线制连接法统一规定RwRw5。使用时，若每根连。使用时，若每根连接导线电阻不足接导线电阻不足5，用调整电阻补足。，用调整电阻补足。在满足此规定的条件下，仪表在在满足此规定的条件下，仪表在0-50环境温度下使用，环境温度下使用，最大温度附加误差不超过最大温度附加误差不超过0.5第23页，共55页，编辑于2022年，星期日3.1.2 自动平衡式显示仪表自动平衡式显示仪表自动平衡式显示仪表是利用补偿原理进行测量的自动自动平衡式显示仪表是利用补偿原理进行测量的

17、自动电子仪表。它与热电偶、热电阻等变送器配套，可以电子仪表。它与热电偶、热电阻等变送器配套，可以来测量、记录和控制温度，也可用来连续测量电流、来测量、记录和控制温度，也可用来连续测量电流、电压和电阻以及能转换成电压和电阻的其它物理量。电压和电阻以及能转换成电压和电阻的其它物理量。第24页，共55页，编辑于2022年，星期日它具有动作迅速、精确度高（一般为它具有动作迅速、精确度高（一般为0.5级），不仅级），不仅能指示，而且可以连续记录被测参数，若加上一些能指示，而且可以连续记录被测参数，若加上一些附加装置还可实现多点指示、记录、报警、调节等附加装置还可实现多点指示、记录、报警、调节等功能，以及

18、适应性强等优点。功能，以及适应性强等优点。常用的有常用的有电子电位差计电子电位差计和和电子平衡电桥电子平衡电桥第25页，共55页，编辑于2022年，星期日一、电子电位差计一、电子电位差计工作原理：工作原理：电子电位差计是用来测量电压信号的显示仪表。电子电位差计是用来测量电压信号的显示仪表。是用已知电压来平衡（补偿）被测电压，使测量线是用已知电压来平衡（补偿）被测电压，使测量线路的电流等于零的测量方法。也叫路的电流等于零的测量方法。也叫补偿法补偿法或或零值法零值法。第26页，共55页，编辑于2022年，星期日手动电位差计手动电位差计图图5-9,测量电压的方法是移动滑动触点测量电压的方法是移动滑动

19、触点B B，使通过检流计，使通过检流计G G的电流为零，这时触点所指示的电压值即是被测电压。的电流为零，这时触点所指示的电压值即是被测电压。第27页，共55页，编辑于2022年，星期日 电子电位差计是根据电子电位差计是根据电压平衡原理电压平衡原理进行工作的。已知进行工作的。已知电压是由不平衡电桥产生的。电压是由不平衡电桥产生的。由测量桥路、放大器、伺服电机、同步电机、指示记录由测量桥路、放大器、伺服电机、同步电机、指示记录机构、调节机构等几个主要部件组成。机构、调节机构等几个主要部件组成。第28页，共55页，编辑于2022年，星期日传感器产生的电信号形成外部输入电压传感器产生的电信号形成外部输

20、入电压ExEx，与测量桥路，与测量桥路电压电压UabUab相比较，电压差值经放大器放大，输出驱动相比较，电压差值经放大器放大，输出驱动伺服电机带动滑线电阻的滑动触点移动，伺服电机带动滑线电阻的滑动触点移动，直到直到UabUab Ex Ex，使整机电压达到平衡；同时带动指示和记录使整机电压达到平衡；同时带动指示和记录机构，指示记录出被测变量的值。机构，指示记录出被测变量的值。第29页，共55页，编辑于2022年，星期日二、电子自动平衡电桥二、电子自动平衡电桥 与热电阻配接使用，可作为温度测量的显示仪表与热电阻配接使用，可作为温度测量的显示仪表 平衡电桥工作原理：平衡电桥工作原理：图图5-34,热

21、电阻热电阻RtRt为一个桥臂，为一个桥臂，R1R1为可变电阻，调节可为可变电阻，调节可变电阻，使电桥达到平衡，检流计无电流通过，滑动变电阻，使电桥达到平衡，检流计无电流通过，滑动触点所指示的温度即是被测温度值。触点所指示的温度即是被测温度值。第30页，共55页，编辑于2022年，星期日电热阻测温电桥的三线连接法第31页，共55页，编辑于2022年，星期日电子平衡电桥是基于电子平衡电桥是基于电桥平衡原理电桥平衡原理工作的。工作的。当被测温度变化时引起热电阻当被测温度变化时引起热电阻RtRt变化变化，电桥不平衡，电桥不平衡，不平衡电压经放大器放大，去驱动伺服电机，带动不平衡电压经放大器放大，去驱动

22、伺服电机，带动滑动触点以达到电桥平衡；同时带动指针，指示温滑动触点以达到电桥平衡；同时带动指针，指示温度数值。度数值。第32页，共55页，编辑于2022年，星期日电子电位差计与电子平衡电桥的区别电子电位差计与电子平衡电桥的区别 1、原理不同原理不同。电子电位差计是电压平衡原理；电子平。电子电位差计是电压平衡原理；电子平衡电桥是电桥平衡原理。衡电桥是电桥平衡原理。2、测量桥路不同测量桥路不同。电子电位差计的测量桥路处于不平衡。电子电位差计的测量桥路处于不平衡状态，其不平衡电压要与被测电势相补偿后，仪表达到状态，其不平衡电压要与被测电势相补偿后，仪表达到平衡；当仪表平衡时，电子平衡电桥测量桥路处于

23、平衡平衡；当仪表平衡时，电子平衡电桥测量桥路处于平衡状态。状态。第33页，共55页，编辑于2022年，星期日3、配接的测量元件不同。配接的测量元件不同。电子电位差计测量毫伏级电电子电位差计测量毫伏级电压信号，配接热电偶实现温度测量；电子平衡电桥测压信号，配接热电偶实现温度测量；电子平衡电桥测量电阻信号，在测量温度时可以配接热电阻，采用三量电阻信号，在测量温度时可以配接热电阻，采用三线制接法。线制接法。4、电子电位差计对桥路、电子电位差计对桥路供电电压供电电压要求严格，采用直流稳压要求严格，采用直流稳压供电；电子平衡电桥可以使用直流供电，也可以交流供供电；电子平衡电桥可以使用直流供电，也可以交流

24、供电。电。第34页，共55页，编辑于2022年，星期日3.2 数字式显示仪表数字式显示仪表数字式显示仪表是把与被测变量（如温度、压力、流数字式显示仪表是把与被测变量（如温度、压力、流量等）成一定函数关系的量等）成一定函数关系的连续变化的模拟量连续变化的模拟量（如电信（如电信号），变换成号），变换成断续的数字量断续的数字量来显示的仪表。来显示的仪表。第35页，共55页，编辑于2022年，星期日数字表基本功能：数字表基本功能：输入信号：一般为电压、电流、频率、脉冲及开关信号等。输入信号：一般为电压、电流、频率、脉冲及开关信号等。测量值显示：测量值显示：0-9数码和被测量参数的单位符号。数码和被测量

25、参数的单位符号。对被测参数自动测量对被测参数自动测量数字形式显示被测值数字形式显示被测值对被测参数设定报警对被测参数设定报警当被测参数达到预定值时给出控制信号当被测参数达到预定值时给出控制信号数字打印数字打印第36页，共55页，编辑于2022年，星期日一、数字式显示仪表的原理及组成一、数字式显示仪表的原理及组成在工业生产过程中，大量的生产过程变量经在工业生产过程中，大量的生产过程变量经传感器传感器、变送器后，转换成模拟电量输出，由于传感器、变送器输变送器后，转换成模拟电量输出，由于传感器、变送器输出的电信号较小，通常须经出的电信号较小，通常须经前置放大前置放大，然后进行，然后进行模模/数数（A

26、/D）转换）转换，把连续变化的模拟量变换成断续变化，把连续变化的模拟量变换成断续变化的数字量，并以工程单位数值形式显示出来。的数字量，并以工程单位数值形式显示出来。第37页，共55页，编辑于2022年，星期日由于大多数传感器输入信号和输出信号之由于大多数传感器输入信号和输出信号之间呈非线性关系，但在显示仪表上必须以间呈非线性关系，但在显示仪表上必须以绝对值和量刚反映出被测参数。绝对值和量刚反映出被测参数。数字式仪表必须配以线性化补偿装置进行数字式仪表必须配以线性化补偿装置进行非线性补偿非线性补偿，以及对各种转换系数的，以及对各种转换系数的标度标度变换变换装置，使过程变量按十进制工程单位装置，使

27、过程变量按十进制工程单位方式显示。方式显示。第38页，共55页，编辑于2022年，星期日由前置放大器、模数转换器（由前置放大器、模数转换器（A/D）、非）、非线性补偿、标度变换和显示装置等组成。线性补偿、标度变换和显示装置等组成。数字式显示仪表一般应具有数字式显示仪表一般应具有模数转换器模数转换器、非线性补偿非线性补偿和和标度变换标度变换三部分。三部分。第39页，共55页，编辑于2022年，星期日三种组成方案三种组成方案模拟非线性补偿方案：把模拟信号线性化，模拟非线性补偿方案：把模拟信号线性化，准确度只能达到准确度只能达到0.5-1.0。非线性非线性A/D变换补偿方案：采用专门的非线变换补偿方

28、案：采用专门的非线性模数转换装置，使性模数转换装置，使A/D转换和非线性补偿转换和非线性补偿在同一部件内完成，结构简单，精度高，在同一部件内完成，结构简单，精度高，多用于固定面板型仪表中。多用于固定面板型仪表中。第40页，共55页，编辑于2022年，星期日数字式非线性补偿方案：在数字式非线性补偿方案：在A/D转换后，对转换后，对数字量进行非线性补偿和标度变换，适用数字量进行非线性补偿和标度变换，适用面广，主要用于直接数字控制系统等较大面广，主要用于直接数字控制系统等较大规模测量和控制系统，随着集成电路的发规模测量和控制系统，随着集成电路的发展，应用已十分广泛。展，应用已十分广泛。第41页，共5

29、5页，编辑于2022年，星期日二、模数转换数字式显示仪表的数字式显示仪表的核心部分核心部分是模数转换是模数转换器。器。模数转换的任务是将连续变化的模拟量模数转换的任务是将连续变化的模拟量转换为断续变化的数字量，以便进行数字转换为断续变化的数字量，以便进行数字显示。如将显示。如将0-10V电压输入转化为电压输入转化为0-2000的的数字量。数字量。第42页，共55页，编辑于2022年，星期日表征模拟量的电信号可在其测量范围内的低限与高限之表征模拟量的电信号可在其测量范围内的低限与高限之间变化，且可在其间取任意的数值，即间变化，且可在其间取任意的数值，即模拟量是连续模拟量是连续变化的量变化的量。表

30、征数字量的电信号，只能取两个离散电平的一个值，表征数字量的电信号，只能取两个离散电平的一个值，即即0或或1这两个二进制中的任一个状态。即这两个二进制中的任一个状态。即数字量是非数字量是非连续的量连续的量。第43页，共55页，编辑于2022年，星期日一定位数的二进制数可表达一个确定的被测量，它们一定位数的二进制数可表达一个确定的被测量，它们也可以转化为十进制数。因而，一定的被测量，可用也可以转化为十进制数。因而，一定的被测量，可用足够位数的十进制数来表达其数值，即进行数字显示。足够位数的十进制数来表达其数值，即进行数字显示。第44页，共55页，编辑于2022年，星期日比如把热电势经线性化及放大处

31、理的电压比如把热电势经线性化及放大处理的电压值转变为相应的温度值。值转变为相应的温度值。首先要首先要将连续变化的模拟量电压信号转换将连续变化的模拟量电压信号转换成脉冲信号成脉冲信号，再送往电子计数器进行电子，再送往电子计数器进行电子计数。计数。第45页，共55页，编辑于2022年，星期日电子计数器对其输入脉冲按照一定的时间间隔进行电子计数器对其输入脉冲按照一定的时间间隔进行脉冲计数，即得反应模拟量输入电压大小的脉冲个脉冲计数，即得反应模拟量输入电压大小的脉冲个数的数字量信息。数的数字量信息。然后，对的数字量信息进行寄存、译码和显示。测量结果然后，对的数字量信息进行寄存、译码和显示。测量结果在数

32、字显示器以十进制数字形式显示出来。在数字显示器以十进制数字形式显示出来。第46页，共55页，编辑于2022年，星期日双积分型模数转换器双积分型模数转换器Ut转换式转换式转换原理：将输入电压变换成转换原理：将输入电压变换成与其平均值与其平均值成正比的时间间隔成正比的时间间隔，然后由脉冲发生器和，然后由脉冲发生器和计数器来测量此时间间隔而得到数字量。计数器来测量此时间间隔而得到数字量。第47页，共55页，编辑于2022年，星期日先将输入模拟量（电压）转换为时间先将输入模拟量（电压）转换为时间t t，再，再利用周期为利用周期为q q的脉冲在时间的脉冲在时间t t内计数，脉冲内计数，脉冲计数器上得到的

33、脉冲数计数器上得到的脉冲数N N，即为量化结果的，即为量化结果的数字量。数字量。第48页，共55页，编辑于2022年，星期日工作原理它由基准电压它由基准电压U UB B，模拟开关模拟开关K1K1、K2K2、K3K3，积，积分器分器A A，检零比较器，控制器，时钟脉冲，检零比较器，控制器，时钟脉冲，计数器组成。整个转换过程是在控制器协计数器组成。整个转换过程是在控制器协调下进行。调下进行。第49页，共55页，编辑于2022年，星期日工作过程分为工作过程分为采样积分采样积分时间和时间和比较测量比较测量时间时间两个阶段。两个阶段。第50页，共55页，编辑于2022年，星期日采样积分阶段：控制器发出一

34、个计数器清零采样积分阶段：控制器发出一个计数器清零脉冲，同时使开关脉冲，同时使开关K2K2、K3K3断开，断开，K1K1接通接通，积分器在一固定时间积分器在一固定时间t1t1内内对输入电压对输入电压U Ui i进行进行积分积分。经历经历t1t1后，控制器发出一个脉冲，后，控制器发出一个脉冲，开关开关K1K1断断开开，同时启动计数器，进入比较测量阶段。，同时启动计数器，进入比较测量阶段。第51页，共55页，编辑于2022年，星期日比较测量阶段：基准电压比较测量阶段：基准电压U UB B与与U Ui i极性相反极性相反，K2K2接通，接通，积分器反向积分积分器反向积分，输出电压，输出电压U U0

35、0下降。下降。当当U U0 0为零时为零时，检零比较器动作，输出一个信号使控，检零比较器动作，输出一个信号使控制器发出积分器复位信号制器发出积分器复位信号，K3K3接通接通，K1K1、K2K2断断开开，确保积分器复位到零。，确保积分器复位到零。同时使计数器停止计数，这时计数器显示为同时使计数器停止计数，这时计数器显示为N N。第52页，共55页，编辑于2022年，星期日在反向积分时间在反向积分时间t2内，有：内，有：t2与输入电压平均值与输入电压平均值U Ui i成正比，成正比，计数值计数值N N与与U Ui i成正比。成正比。计数器计的数计数器计的数N N，就是输入电压平均值的数，就是输入电

36、压平均值的数字量，即完成了字量，即完成了电压数字量电压数字量的转换。这的转换。这种转换是线性的。种转换是线性的。第53页，共55页，编辑于2022年，星期日三、电信号的标准化及标度变换电信号的标准化电信号的标准化仪表输入信号的类型、性质千差万别，为了便于测量，必仪表输入信号的类型、性质千差万别，为了便于测量，必须把这些须把这些不同性质的信号或不同电平的信号统一起来不同性质的信号或不同电平的信号统一起来，叫输入信号规格化，也叫叫输入信号规格化，也叫电信号的标准化电信号的标准化。第54页，共55页，编辑于2022年，星期日多数情况下是将各种不同信号变换为多数情况下是将各种不同信号变换为直流直流电压信号电压信号。我国目前采用的统一的直流信。我国目前采用的统一的直流信号电平有以下几种：号电平有以下几种：0-10mV，0-30mV，0-50mV等。等。第55页，共55页，编辑于2022年，星期日