显示记录仪表与装置
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热工测量及仪表_第4章_显示仪表
刘玉长
XMZ系列数字显示仪
图像显示
特点:能显 示复杂的 图形和曲 线，但价 格昂贵。
刘玉长
带RS-232接口的万用表及图像显示 特点:能 在计算机 中存储测 量到的波 形及数据， 可随时重 放，价格 适中。
刘玉长
记录仪
主要用来记 录被检测对象的 动态变化过程。
刘玉长
第四节 其他显示仪表简介
1. 无纸记录仪
动圈式显示仪表
刘玉长
动圈式显示仪表的外型
盘后接线示意图
动 圈 制 动 ~220v
XCZ-101(与热电偶配套） XCZ-102（与热电组配套）
刘玉长
（一）XCZ-101型动圈式显示仪表的工作原理
R串
（1）结构
动圈式显示仪 表由动圈、张丝、 磁铁、指针、表盘 五部分组成。
N
S
R并
+mV -
R热
X10°C
（1）自动平衡电子电位差计
桥路中各电阻的作用
(a)滑线电阻 RP与工艺电阻 RB 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)始端 (下限)电阻 RG 低。 RG的大小取决于测量下限的高
(c)量程电阻RM RM是决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。
动圈表可以与热电偶、热电阻、压力变送器、差压变 送器及 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 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 电路，还可以实现报警及控制功能。
第四章 显示仪表
一、XCZ-101型动圈式显示表(热电偶) 1.测量机构及作用原理 测量机构的核心部件是磁电式毫伏计。
2.外接电阻R外和外接调整电阻R调
流过动圈的电流与热电势E(t,t0)有关,还与回路内总电阻 有关。如图。
I
E t , t0 R总
Baidu Nhomakorabea
E t , t0 R外 R内
R外= R热+ R补+ R铜+ R调 R热:热电偶本身电阻 R补:补偿导线电阻 R铜:连接导线电阻 R调:当R热.R补.R铜之和不足15Ω时,通过调整R调使R外 达到15Ω。即R调=15-(R热+ R补+ R铜),R调为锰铜丝。
二、XCZ-102型动圈式显示表(热电阻) 组成:稳压电源、动圈仪表和不平衡电桥。 1.不平衡电桥 动圈仪表是磁电式毫伏计,输 入的是直流毫伏信号。不平 衡电桥把热电阻阻值随温度 的变化转换成毫伏信号。再 与动圈测量机构相连接,以指 示出被测的温度值。如图。 Rt-热电阻,R0-调零电阻。 当电桥平衡时,动圈表G无电流, 即 R4R2=R3(R0+Rt0), 设计时,取R4=R3,R2=(R0+Rt0)
2.自动电子平衡电桥测量桥路各电阻的作用 交流限流电阻R7:保证通过热电阻的电流在规定 的范围内,以防止烧毁。 起始电阻R6+r6:调整仪表起始点刻度,r6为微调。 量程电阻R5+r5 :调整仪表量程,r5为微调。 滑线电阻RP:要求其电阻为90Ω,不足时采用RB与 之并联,使RP//RB=90Ω。 桥路电阻R3.R4 .R2:构成桥臂。 三线制接法的外接调整电阻R1(=2.5Ω):保证连接导 线长短及环境温度变化所引起的电阻变化相等。 I1=I2=3mA,直流电源为1V,交流电源为6.3V。
仪表自动化基础知识ppt课件
式两种。常用的有：动圈式指示仪表、电子电位差计和电子平
衡
4
4 显示仪表
仪表自动化基础知识
4.1 模拟显示仪表
4.1 .1 自动平衡式显示仪表
自动平衡式显示仪表是一种用途广泛的自动显示记录 仪
表，它配用热电偶、热电阻或其他能转换成直流电压、 电流或
电阻的传感器、变送器，就可以连续指r1示和r2记录工业过
增加效益和节约能源等的不可缺少的主要生产工具。
电Ⅲ型仪表由变送、调节、给定、显示、转换、计算、执
行、辅助等八类仪表单元组成。用户根据生产过程的情况、条
件和要求，用这些单元进行系统设计，构成从简单到复杂的各
种检测和自动控制系统。
15
5 调节器
仪表自动化基础知识
5.1 DDZ－Ⅲ型电动单元组合仪表
程中的
Rp
R2
温度、压力、流量、物位及成分等各种参－ E数＋。
平衡电桥原理：
Rt
R4
R3
5
4 显示仪表
仪表自动化基础知识
4.1 模拟显示仪表
4.1 .1 自动平衡式显示仪表
仪表以自动平衡的原理工作，被测信号输入比较电路，
其差值信号经晶体管放大后，驱动可逆电机，以达到自动平衡
的目的。该平衡机构与指示机构相连，故同时在标尺和记录纸
仪表自动化基础知识 21
5 调节器 5.1 DDZ－Ⅲ型电动单元组合仪表 5.1.1调节单元
第1章检测装置的组成、信号分析、误差分析
② 数字式： 数字式：
A/D转换 A/D转换 + 处理 + 数码管显示； 数码管显示； 主观误差小，便于自动控制。 主观误差小，便于自动控制。
③ 记录仪： 记录仪： 可长期保存备查； 可长期保存备查； 避免视读和人工记录的失误。 避免视读和人工记录的失误。 如 、 Y 记录仪 ， 打印机 ， 屏幕 记录仪， 打印机， 显示器，报警仪。 显示器，报警仪。
1．定义与作用
显示和记录被测参数变化 的器件。 的器件。
2．显示的方式
1）按示值分类
瞬时量； 瞬时量； 累积量； 累积量； 超越或极限值； 超越或极限值； 指标（声光） 指标（声光）； 相应记录、带反馈和调节功能。 相应记录、带反馈和调节功能。
2）按原理分类
① 模拟式： 模拟式：
指针、液面、 指针、液面、光线 + 刻度； 刻度； 费时费事，主观误差大。 费时费事，主观误差大。
3．组成
1）简单结构； 简单结构； 2）复杂的电路； 复杂的电路； 3 ） 可是独立仪表 ， 可合并于显 可是独立仪表， 示装置和传感器中。 示装置和传感器中。
4．要求
信号损失尽量少（ 信号损失尽量少 （ 大小和形 状）， 即误差尽量减少。 即误差尽量减少。
三、显示装置（二次仪表） 显示装置（二次仪表）
二、误差分析
按原因分类： 按原因分类： 疏失误差； 疏失误差； 系统误差； 系统误差； 偶然误差（随机误差） 偶然误差（随机误差）。
第四章显示仪表
它由积分器、比较器、模拟切换开关、控制电 路和计算显示部分等组成。
V0
V’0
V0 Vx T1 T2 T 2‘ t
两次积分，一次为被 测电压 Vx 的定时积分， 一次为标准电压 Vr 的 定值反向积分。
30
2．逐次逼近比较式A/D转换器
原理：与天平称重相似 W/2 W/4 W/8 W/16
砝码
待测
原则：大者弃，小者留 它的核心是逐次比较式A/D转换器。
31
2．逐次逼近比较式A/D转换器
用一组基准电压与被测电压进行逐次比较，不断逼 近，最后达到一致基准电压的大小，就表示了被测 电压的大小。和被测电压相平衡的基准电压，以一 定二进制数码输出，就实现了A/D转换过程。
天平称重：
砝码：4 2 1 0.5 0.25 0.125 0.0625
分类：（信号形式）
1.电压型：输入信号为电压
2.频率型：输入信号为频率、脉冲及开关信号
20
分类：
显示仪 电 压 型 单 点 多 点 单 点 多 点 显示报警仪 显示输出仪 频 率 型 显示记录仪 显示报警输 出记录仪
21
数 字 显 示 仪 表
数字式显示仪表的基本组成
工艺变量 信号变 换 前置放 大 非线性 校正或 开方运 算
基准电压Us
逐次比较式A/D主要电路元件有比较器、控制器 、逐次逼近寄存器SAR、缓冲寄存器、译码器和 模/数(D/A)转换器。
软测量技术
算、分析、处理等功能的计算机仪器系统。
以个人计算机为核心 通过测量软件支持 具有虚拟仪器面板功能 具有仪器硬件
具有通信功能
虚拟仪器检测技术
虚拟仪器的构成
显示记录仪表与装置
在测量中，人们需要将被测参数转变为容易识别的方式表现出来：指 针的位移，光柱（条）的长短、数码、图形、图像等。具有这类功能 的仪 表及装置，称为显示记录仪表。 与测量压力、物位、流量和温度的仪表不同，显示记录仪表属于二次 仪表的范畴。 二次仪表：不直接用于测量被测对象如温度、压力等物理量，而主 要 用于测量由一次仪表得到的电压、电阻或电流的变化量。 使用时配以相应的一次仪表或变送器，可以实现对各种生产参数的 显 示与记录。
三、软测量模型的建模方法
基于回归分析的软测量技术
回归分析是一种基于最小二乘原理的数据处理方法
线性回归分析和非线性回归分析两大类
工程中常用多元线性回归
软测量技术
基于神经网络的软测量技术
基于人工神经网络的软测量可在不具备对象的先验 知识的条件下根据对象的输入输出数据直接建模,并 能适用于高度非线性和严重不确定性系统. 辅助变量作为人工神经网络的输入，主导变量作为 网路的输出，通过网络的学习来解决软测量建模。
输送气流速度
t
固相流量
ms
b
软测量模块
s
软测量模块
第四章_测控仪表(张继光)
比较或综合，再按预定的规律处理此结果，得出调控 信号（是一个标准信号如1～5V或4～20mA），由此 去操纵执行器而实现调控。
1）依据所应用的控制理论分：
应用经典控制理论的PID调节器使用十分广泛，它对偏差信号的处理办 法是：比例P（比例放大）、微分I（求取偏差的变化速率）和积分D （对偏差在一定时间内累积），及其P、I、D的各种组合。 应用现代控制理论设计的各种控制器适用于不同控制对象、控制环境和 控制参数，有很多种如：自应控制器、自校正控制器、自学习控制器等 等。 2） 依据处理数据的方式分： 模拟式控制仪表所处理的数据是连续变化的模拟量，实现手段是依靠 晶体管、集成运算放大器等电子元件构成的电子电路。 数字式控制仪表所处理的数据是断续变化的数字量，它是以微机为核 心，功能强大且灵活，性能优越、操作直观方便，容易得到较高的控制 质量。
ti
℃
热电偶
温度 变送器
作用：与热电偶测温元件配套使用，将温度信号Ti线性地
转换成标准信号（I0、V0）输出。 ti →测温元件→温度变送器→标准（I0、V0）输出 输入-输出特性: V0=5β［Et+(α－γ)VZ］=KWEt+V01 I0=5β’［Et+ (α－γ)VZ］=KW’ Et+ I01 特点: ①采用化负反馈回路来实现t→V0线性化 ②具有冷端温度自动补偿功能
Z: 显示仪表 T: 调节仪表 D:多点巡回 80×160mm A: 96×96mm E: 48×96mm .....
仪表使用记录表
仪表使用记录表
1. 概述
本文档旨在记录和跟踪仪表的使用情况，确保仪表使用的准确性和可靠性。
3. 操作指南
3.1 填写日期
在表格的第一列中填写使用仪表的日期，以年-月-日的格式进行记录。
3.2 填写仪表名称
在表格的第二列中填写使用的仪表名称，确保准确无误。
3.3 填写使用人员
在表格的第三列中填写使用仪表的人员姓名，确保记录正确。
3.4 填写使用时间
在表格的第四列中填写仪表的使用时间，如上午、下午、全天等。
3.5 填写备注
在表格的第五列中填写任何其他需要记录的信息，如仪表维护
情况、异常情况等。
4. 使用说明
- 仪表使用记录表应每天进行更新并及时记录仪表的使用情况。
- 确保填写的信息准确无误，可追溯。
- 如有异常情况发生，应及时在备注栏中说明情况。
- 仪表使用记录表应妥善保存并定期归档，以备日后参考。
5. 免责声明
本文档的使用仅限于参考和记录，不构成任何法律建议。对于
仪表使用所带来的后果，使用人员需自行承担相关责任。
热工监督
总则
1.1热工技术监督工作应认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，并实行技术责任制。按照依法监督、分级管理的原则，要从设计审查、设备选型、安装、调试、试生产到运行、停用、检修和技术改造的全过程实施技术监督。
1.2热工技术监督的主要任务是通过对热工仪表及控制装置进行正确的系统设计、设备选型、安装调试、维护、检修、检定、调整、技术改造和技术管理等工作，保证热工设备完好与正确可靠工作。1.3依靠科技进步，采用和推广成熟、行之有效的新技术、新方法，不断提高热工技术监督专业水平。
1.4热工技术监督是一项综合性的技术管理工作，各单位的领导要把它作为经常性的重要基础工作来抓，要组织协调基建、试验、检修、运行等各部门各专业，分工负责，密切配合，共同做好工作。
2监督范围与内容
2.1热控系统
热工参数检测、显示、记录系统；自动调节系统；保护、联锁及工艺信号系统；程序控制系统；量值传递系统；
2.2热工设备
1)检测元件(温度、压力、流量、转速、振动、物位、位移、火焰等一次传感器及配套的前置放
大器、转换器、变送器、信号开关等)。
2)仪表取源管路(一次门后的管路及阀门等)。
3)二次线路(补偿导线、补偿盒、热控电缆、光缆及端口设备、电缆槽架、支架、二次接线盒及
端子排等)。
4)显示、记录仪表及控制设备（指示、记录、累计仪表、数据采集装置、调节器、操作器、执行
器、运算单元及辅助单元等）；
5)保护联锁及工艺信号设备（保护、联锁设备、光字牌、信号灯及音响装置等）；
6)顺序控制装置；（顺序控制器、顺序控制用电磁阀、气动装置及开关信号装置等）；
第4章 显示仪表(1)
指示机构 记录机构
稳压电源
同步电机
（1）滑线电阻（Rp）与工艺电阻（RB）
Rp：输出不同的桥路电压UCD和热电偶的 热电势Et相平衡。
Rp质量好坏影响着指示、记录误差、变差、 灵敏度等
RB：配合Rp，使制造方便， RB∥Rp=90Ω（或300Ω）。
（2）始端电阻（下限电阻）RG
决定测量下限温度的高低 触点C在最左端
R4
r5
RB
R7
I1 R5 +-
Rnp=90∥(R5+ r5)
r6 R6
R1 Rt
R3 I2
R2
R1
Ｉ1=Ｉ2=3mA； 直流电源：E=1V； 交流电电源：E=6.5V
R5、r5——调整仪表量程； R6、r6——调整仪表起始刻 度的电阻
热电阻——自动电子平衡电桥 测温系统
热 电 阻
测 量 电 桥
放 大 器
指针与线圈相连，指示电 流大小。
部分动圈仪表采用螺旋弹 簧（游丝）代替张丝作为 弹性体。
动圈的内部结构——温补与调整
温度补偿
采用热敏电阻抵消线圈
R3
热效应。
R2 调零
调整张丝或游丝的固定
点。
R4
RT R1 校准
调整内部电阻。
阻尼
采用并联电阻短路感应 电动势。
自动电子电位差计 自动电子平衡电桥
显示仪表
Ch5 显示仪表
§1 概述 1
过程工业中，为了监视、管理和控制生 产，必须对生产过程中的工艺参数进行检测， 并把检测数值及时准确地指示、记录或用字、 符、数字等显示出来，以便提供生产所必须 的信息，让操作者了解生产过程的全部情况， 以便更好地操纵、管理生产。
显示仪表是直接接受检测元件或变送 器或传感器（或经过处理）送来的信号， 然后经过测量线路和显示装置，最后对被 测变量进行指示或记录或以字、符、数、 图像显示，后两部分构成了显示仪表。
早期的显示仪表只作参数指示，而且连同检测 元件做在一起，它只能就地指示，而不能作集中显 示用，现在通常不被列为显示仪表。随着生产的发 展，生产规模的不断扩大，生产过程逐步由手工操 作过渡到局部自动化或全局自动化，所测参数增多， 精度要求也相应提高，检测信号必须远传实现集中 显示和控制，这时单一指示型的显示仪表已不能满 足需要，因此逐渐地发展为检测和显示功能分开的 只接收信号的显示型仪表。
屏幕显示仪表则是直接把工艺参数用文字、符号、 屏幕显示仪表 数字和图像配合的形式在屏幕上直接显示出来，并配 以设置、记录装置，按操作者的需要，任意以其中一 种或多种方式同时显示，它具有模拟式与数字式显示 仪表两种功能，并且具有计算机大存储量的记忆能力 与快速功能，也是计算机不可缺少的终端设备，常与 计算机联用，是刚发展起来的一种新的显示形式。
新一代智能记录调节仪突破了传统显示仪 表的概念，集数显、记录、控制于一身，以大 规模点阵液晶为显示界面，充分应用了最新微 机技术和新型器件、开关电源和表面贴装技术 及相关工艺，使仪表具有功能强、性能可靠、 体积小等特点。
§1 概述 1
过程工业中，为了监视、管理和控制生 产，必须对生产过程中的工艺参数进行检测， 并把检测数值及时准确地指示、记录或用字、 符、数字等显示出来，以便提供生产所必须 的信息，让操作者了解生产过程的全部情况， 以便更好地操纵、管理生产。
显示仪表是直接接受检测元件或变送 器或传感器（或经过处理）送来的信号， 然后经过测量线路和显示装置，最后对被 测变量进行指示或记录或以字、符、数、 图像显示，后两部分构成了显示仪表。
早期的显示仪表只作参数指示，而且连同检测 元件做在一起，它只能就地指示，而不能作集中显 示用，现在通常不被列为显示仪表。随着生产的发 展，生产规模的不断扩大，生产过程逐步由手工操 作过渡到局部自动化或全局自动化，所测参数增多， 精度要求也相应提高，检测信号必须远传实现集中 显示和控制，这时单一指示型的显示仪表已不能满 足需要，因此逐渐地发展为检测和显示功能分开的 只接收信号的显示型仪表。
屏幕显示仪表则是直接把工艺参数用文字、符号、 屏幕显示仪表 数字和图像配合的形式在屏幕上直接显示出来，并配 以设置、记录装置，按操作者的需要，任意以其中一 种或多种方式同时显示，它具有模拟式与数字式显示 仪表两种功能，并且具有计算机大存储量的记忆能力 与快速功能，也是计算机不可缺少的终端设备，常与 计算机联用，是刚发展起来的一种新的显示形式。
新一代智能记录调节仪突破了传统显示仪 表的概念，集数显、记录、控制于一身，以大 规模点阵液晶为显示界面，充分应用了最新微 机技术和新型器件、开关电源和表面贴装技术 及相关工艺，使仪表具有功能强、性能可靠、 体积小等特点。
自动化仪表基础知识
常用温度计的种类
0-3500 200-2000
光学探测 热电探测
红外线
400-2000 700-3000 900-1700
辐射式 光学式 比色式
辐射式
非接触式 测wk.baidu.com仪表
-200~600-50~150
铂WZP 铜WZC
热电阻
0~1600 -50~1000 -50~600
2、温度二次表要配套使用。热电阻、热电偶要配相应的二次表或变送器。特别要注意分度号，不同分度号的表示不能误码率用。 3、热电偶必须用相应分度号的补偿导线。热电阻宜采用三线制接法，以抵消环境温度的影响。每一分钟二次表都有其外接线路电阻的要求，除补偿导线或电缆的线路电阻外，还须用锰铜线配上相应的电阻，以符合二次表的要求。 4、电阻体通常使用三芯电缆或四芯电缆中的三芯，每一芯的电阻值可有下法测得： 若为四芯电缆，一芯是备用的，把三芯拧在一起，很容易把第四芯找出来（与另二芯电阻为很大的这一芯即是）。
第三节、仪表图纸中常用的文字代号代表的含义
1）、被测变量的文字代号 “F”-流量 “P”-压力 “L”-液位 “T”-温度 “A”-分析 2）、仪表常用的功能文字代号 “A”-报警 “C”-控制 “E”-检测元件 “I”-指示 “T”-变送 “R”-记录 “V”-阀 “Z”-执行器
压力表的分类：按其转换原理的不同，大致可分为四大类。 1、液柱式压力计：依据流体静力学原理，简单、方便测量范围窄测较低压或真空度。 2 、弹性式压力表；将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量，如弹簧管压力表，波纹管压力计等。 3、电器式压力表；通过机械或电器元件将被测压力转换为电量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。如电容式、电阻式、应变片式或霍尔片式等压力表。 4、活塞式压力计：根据水压机液体传送的原理（帕斯卡定律），将被侧压力转换成活塞上所加砝码的质量来进行测量，精度很高。
0-3500 200-2000
光学探测 热电探测
红外线
400-2000 700-3000 900-1700
辐射式 光学式 比色式
辐射式
非接触式 测wk.baidu.com仪表
-200~600-50~150
铂WZP 铜WZC
热电阻
0~1600 -50~1000 -50~600
2、温度二次表要配套使用。热电阻、热电偶要配相应的二次表或变送器。特别要注意分度号，不同分度号的表示不能误码率用。 3、热电偶必须用相应分度号的补偿导线。热电阻宜采用三线制接法，以抵消环境温度的影响。每一分钟二次表都有其外接线路电阻的要求，除补偿导线或电缆的线路电阻外，还须用锰铜线配上相应的电阻，以符合二次表的要求。 4、电阻体通常使用三芯电缆或四芯电缆中的三芯，每一芯的电阻值可有下法测得： 若为四芯电缆，一芯是备用的，把三芯拧在一起，很容易把第四芯找出来（与另二芯电阻为很大的这一芯即是）。
第三节、仪表图纸中常用的文字代号代表的含义
1）、被测变量的文字代号 “F”-流量 “P”-压力 “L”-液位 “T”-温度 “A”-分析 2）、仪表常用的功能文字代号 “A”-报警 “C”-控制 “E”-检测元件 “I”-指示 “T”-变送 “R”-记录 “V”-阀 “Z”-执行器
压力表的分类：按其转换原理的不同，大致可分为四大类。 1、液柱式压力计：依据流体静力学原理，简单、方便测量范围窄测较低压或真空度。 2 、弹性式压力表；将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量，如弹簧管压力表，波纹管压力计等。 3、电器式压力表；通过机械或电器元件将被测压力转换为电量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。如电容式、电阻式、应变片式或霍尔片式等压力表。 4、活塞式压力计：根据水压机液体传送的原理（帕斯卡定律），将被侧压力转换成活塞上所加砝码的质量来进行测量，精度很高。
热工显示仪表
nBLIb = k
nBLb I SI I k
张丝扭转角度，即指针的偏转角度反映流过动圈的电流大小。
二、工作温度对动圈式显示仪表的影响
nBLb I SI I k
1.用动圈式显示仪表测量电流时
2.用动圈式显示仪表测量电压时
三、动圈式显示仪表的串、并联电阻:用于测量电流、电 压时改变仪表的量程。
2.晶体管放大器：代替检流计，并把测量电路产生的直流微弱偏差 信号放大成足以驱动可逆电动机转动所需的交流信号E~。
3.可逆电动机：将输入的电信号转换为机械运动的输出。 4.指示记录装置：与滑动触点A连动，指示记录被测参数变化。 5.机械传动机构：将可逆电动机转动情况转化为指示记录变化。
6.走纸机构：与指示记录装置同步运行，利用记录纸记录数据。
被测温度t→热电阻Rt→不平衡电桥输出电压Ucd→电 流I→指针偏转角度
注意：热电阻元件和显示仪表的连接有两种典型的接线方 式-二线制和三线制。
二线制
三线制
五、带线性集成运算放大器的XFZ系列动圈式显示仪表
指将被测信号先经集成运算放大器放大后再送入仪表测量机构 处理的新型动圈式显示仪表。
3.非线性补偿：用显示值和数字式显示仪表输入信号间具有的一定 规律的非线性关系，克服感受件、变送器的非线性特性，最终使输 入信号与被测参数成线性关系。 4.标度变换：对测量信号进行量纲运算，从而使数字式显示仪表能 以被测原始参数值的形式直接反映被测参数的大小。 • 模拟量的标度变换：在模拟信号输入的前置放大器中，通过调整 放大器的放大倍数实现的标度变换。 • 数字量的标度变换：在模拟/数字转换后，数字脉冲信号进入计 数器计数前进行系数运算，即原脉冲信号乘以某系数，扣除多余脉 冲个数，最终使显示数字值与被测物理量的数值和单位得到统一。 5.显示记录装置：直接显示记录测量结果。
nBLb I SI I k
张丝扭转角度，即指针的偏转角度反映流过动圈的电流大小。
二、工作温度对动圈式显示仪表的影响
nBLb I SI I k
1.用动圈式显示仪表测量电流时
2.用动圈式显示仪表测量电压时
三、动圈式显示仪表的串、并联电阻:用于测量电流、电 压时改变仪表的量程。
2.晶体管放大器：代替检流计，并把测量电路产生的直流微弱偏差 信号放大成足以驱动可逆电动机转动所需的交流信号E~。
3.可逆电动机：将输入的电信号转换为机械运动的输出。 4.指示记录装置：与滑动触点A连动，指示记录被测参数变化。 5.机械传动机构：将可逆电动机转动情况转化为指示记录变化。
6.走纸机构：与指示记录装置同步运行，利用记录纸记录数据。
被测温度t→热电阻Rt→不平衡电桥输出电压Ucd→电 流I→指针偏转角度
注意：热电阻元件和显示仪表的连接有两种典型的接线方 式-二线制和三线制。
二线制
三线制
五、带线性集成运算放大器的XFZ系列动圈式显示仪表
指将被测信号先经集成运算放大器放大后再送入仪表测量机构 处理的新型动圈式显示仪表。
3.非线性补偿：用显示值和数字式显示仪表输入信号间具有的一定 规律的非线性关系，克服感受件、变送器的非线性特性，最终使输 入信号与被测参数成线性关系。 4.标度变换：对测量信号进行量纲运算，从而使数字式显示仪表能 以被测原始参数值的形式直接反映被测参数的大小。 • 模拟量的标度变换：在模拟信号输入的前置放大器中，通过调整 放大器的放大倍数实现的标度变换。 • 数字量的标度变换：在模拟/数字转换后，数字脉冲信号进入计 数器计数前进行系数运算，即原脉冲信号乘以某系数，扣除多余脉 冲个数，最终使显示数字值与被测物理量的数值和单位得到统一。 5.显示记录装置：直接显示记录测量结果。
自动化系统显示仪表
虚拟仪器简介
虚拟仪器（Virtual Intrument，简称VI）是 上世纪90年代初期出现的一种计算机技术与仪 器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是 对传统仪器概念的重大突破，是仪器领域内的 一次革命。 将许多以前由硬件完成的信号处理工作，交由 计算机软件进行处理，硬件功能软件化。
在量程起点：
Rt
R4
R3 ( Rt 0 RP ) R2 R4
G
温度升高后：
R2 A
+ R3
R3 ( Rt 0 Rt RP r1 ) R2 (R4 r1 )
两式相减整理得：
R3 r1 Rt R2 R3
平衡桥路原理图
r1与ΔRt成正比关系，即滑动触点B的位置反映了电阻
• 仪表具有非线性校正及开方运算电路，配接热 电偶测温时具有冷端温度补偿功能，配接热电 阻时考虑了外线电阻的补偿，配接差压变送器 测流量时可直接显示流量值。
2.1 分类 (1)按功能：显示型、显示报警型、显示调节型、巡 回检测型 (2)按输入信号形式：电压型、频率型 (3)按输入信号的点数：单点和多点 (4)按显示位数：3位半、4位半等多种。半位显示是 指最高位是0或1。 (5)按测量速率：低速型（每秒钟测量几次到几十 次）、中速型（每秒钟测量几十次到几百次）、高 速型（每秒钟测量千次以上）。
虚拟仪器是在计算机的显示屏上虚拟了传统仪器面板 的计算机化仪器，这种硬件功能软件化，是虚拟仪器 的一大特征。
检测技术与控制仪表知到章节答案智慧树2023年青岛理工大学
检测技术与控制仪表知到章节测试答案智慧树2023年最新青岛理工大学
第一章测试
1.在半在一个典型的工业检测仪表结构中，（）是控制系统实现控制作用的
基础，它完成对所有被控变量的直接测量。
参考答案:
检测单元
2.有四台量程不同，但精度等级均为1.0级的测温仪表。今欲测250℃的温度，
选用量程为（）的最为合理。
参考答案:
0～300℃
3.某台测温仪表的测温范围是200～600℃，而该仪表的最大绝对误差为±3℃，
该仪表的精度等级是（）。
参考答案:
0.75级
4.自动控制系统中，（）是被控系统的核心。
参考答案:
被控对象
5.显示仪表能够监测到被测量最小变化量的能力称分辨力。（）
参考答案:
对
第二章测试
1.误差是仪表检测示值的函数。（）
参考答案:
对
2.在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变的误差称为
（）。
参考答案:
系统误差
3.精密度是指测量仪表值不一致程度的量。（）
参考答案:
正确
4.某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现
缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是（）。
参考答案:
示值相对误差
5.粗大误差主要是由于读数或操作失误造成的。（）
参考答案:
对
第三章测试
1.构成一个传感器必不可少的部分是（）。
参考答案:
敏感元件
2.天平属于（）检测方法。
参考答案:
零位法
3.传感器是一种以测量为目的的测量装置。（）
参考答案:
对
4.微差法是间接法和偏差法的组合。先将被测量与一个已知标准量进行比较，
不足部分再用偏差法测出。（）
第6章信号显示与记录仪表
第6章 信号显示与记录仪表
本章重点：
6.1 概述
信号的显示与记录是测试系统中的重要环节，测 试信号只有以一定的形式被显示或记录，观测人 员才能知道测试结果，进而对记录的数据进行处 理。 根据输入信号的类型，信号的显示与记录装置可 分为模拟信号显示记录装置和数字信号显示记录 装置。模拟信号显示记录就是直接用指示仪表和 记录仪表读取或记录模拟电信号；数字信号显示 记录就是将模拟量进行 A/D 转换后，得到与其对 应的数字量，再送入数字显示和记录装置。
Leabharlann Baidu
传统的显示和信号记录装置包括模拟式电 压表、数字万用表、阴极射线管示波器、 笔式记录仪等。近年来，随着计算机技术 的飞速发展，记录与显示仪器从根本上发 生了变化，数字式设备已成为显示与记录 装置的主流，数字式设备的广泛应用给信 号的显示与记录方式赋予了新的内容。
6.2 模拟式电压表
模拟式电压表又叫指针式电压表，一般采用磁电 式直流电流表头作为被测电压的指示器。测量直 流电压时，可直接或经放大或经衰减后变成一定 量的直流电流，驱动直流表头的指针偏转指示。 测量交流电压时，必须经过交流—直流变换器即 检波器，将被测交流电压先转换成与之成比例的 直流电压后，再进行直流电压的测量。检波器有 三种类型，分别是平均值检波器、峰值检波器、 有效值检波器，故电压表有三种类型，分别是平 均值电压表、峰值电压表、有效值电压表。
本章重点：
6.1 概述
信号的显示与记录是测试系统中的重要环节，测 试信号只有以一定的形式被显示或记录，观测人 员才能知道测试结果，进而对记录的数据进行处 理。 根据输入信号的类型，信号的显示与记录装置可 分为模拟信号显示记录装置和数字信号显示记录 装置。模拟信号显示记录就是直接用指示仪表和 记录仪表读取或记录模拟电信号；数字信号显示 记录就是将模拟量进行 A/D 转换后，得到与其对 应的数字量，再送入数字显示和记录装置。
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传统的显示和信号记录装置包括模拟式电 压表、数字万用表、阴极射线管示波器、 笔式记录仪等。近年来，随着计算机技术 的飞速发展，记录与显示仪器从根本上发 生了变化，数字式设备已成为显示与记录 装置的主流，数字式设备的广泛应用给信 号的显示与记录方式赋予了新的内容。
6.2 模拟式电压表
模拟式电压表又叫指针式电压表，一般采用磁电 式直流电流表头作为被测电压的指示器。测量直 流电压时，可直接或经放大或经衰减后变成一定 量的直流电流，驱动直流表头的指针偏转指示。 测量交流电压时，必须经过交流—直流变换器即 检波器，将被测交流电压先转换成与之成比例的 直流电压后，再进行直流电压的测量。检波器有 三种类型，分别是平均值检波器、峰值检波器、 有效值检波器，故电压表有三种类型，分别是平 均值电压表、峰值电压表、有效值电压表。
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入
A/D
开关
通
道 输入通道插卡
记录仪表
能实时记录或保存当前仪表的测量值，以便需要时查 看
二、模拟式显示及记录仪表
动圈式显示仪表
动圈式仪表实际上就是一块毫伏电压表， 所以它可以直接显示直流毫伏信号，也可以 显示各种非电量测量中转换为毫伏信号的参 数
自动平衡式电子电位差计
工作原理
自动平衡式电子电位差计和手动电位差计一样以天平 称重的平衡法（也称为补偿法或零值法）来测量电势， 它将被测电势与已知的标准电势进行比较，当二者的 差值为零时，被测电势就等于已知的标准电势
手动电位差计的原理线路
K1
E
RB
RP b
Ex
a G 21
Es
I d
f
是标准电池； 是灵敏度较高的检流计； 是标
Ex
IRPab
ES RK
RPab
自动平衡式电子电位差计
设被测信号为热电偶的电势 ,自动的电位差 计的测量过程和手动电位差计类似
自动平衡式电子电位差计工作原理图
RP
a
Rp
RG RB
R4
RM
c
d
R2
E
b
R3
自动平衡式电子电位差计工作原理图
自动平衡式电子电位差计组成框图
同步电机
＋ 热电偶
－
放大器
可逆电机
测量桥路
记录机构 指示机构 调节机构
测量桥路的分析
自动电子电位差计的测量桥路有两条支路（分别称为上 支路和下支路），而手动电位差计的测量桥路只有一 条支路
目前我国统一设计的XW系列电子电位差计的上支路电 流为4mA，下支路电流为2mA
测量桥路的设计计算
桥路计算的目的是：根据拟定的桥路形式和测量范围等 已知条件，计算出测量桥路中各桥臂电阻的阻值
显示记录仪表与装置
一、概述
在测量中人们将被测参数转变为容易识别的 方式表现出来，例如指针的位移，光柱（条） 的长短、数码、图形、图像等 。
目前显示记录仪表与装置分为模拟显示记录 仪表、数字显示记录仪表和计算机屏幕显示 记录装置等三大类
模拟显示仪表 用物理模拟方法对被测信息实现显示的仪表
下支路电阻的计算 上支路电阻的计算
电桥式自动平衡显示仪表
电桥式自动平衡显示仪表(简称自动平衡电桥)将电阻类 敏感元件直接接入电桥的一个桥臂，以电桥平衡的原 理进行工作
和自动平衡电子电位差计一样，变化的电势经放大器 放大后驱动可逆电机，再带动可调电位器上的滑动触 点，直至输出电势为零，仪表到达平衡状态
(a)指针式模拟显示仪表
(b)光柱式模拟显示仪表
数字显示仪表
把被测参数连续变化的模拟量变换为断续 的数字量并以数码形式显示的仪表
数字显示仪表
被测参数 检测元件
前置放大
A/D
CPU
显示接口 显示器 电路
屏幕显示仪表和虚拟显示
显示 模式
多媒体 显示
数据计算 处理
实时数据 管理
PC机
输
采样
≥2
大量程桥路的计算 ，取
大量程的平衡电桥R5改量R程6 或改分度号或两者同时改动，只
要改变 和 即可
自动平衡显示仪表的放大器
是所谓的“指零放大器”或“伺服放大器”。它的作 用是“检零”，即把非常微弱的偏差信号放大，然 后驱动可逆电机，带动平衡机构动作使测量系统趋 于平衡
JF-12型放大器框图
准电ES阻； 是带有滑G触点的电阻； 是可调电阻；
是是直 被流 测E电 电源 势；R是P 单刀K双掷开关；
是电R源B 开关 ,
RK K1
工作过程Ex
第一步调准工作电流 :合上开关 ，
把开关 扳向位置“1”，调节 的K大1
小，直到K检流计 指向零 RB
G
I ES RK
第二步对未知电势的测量 : 把的触扳点K到，位直置到“检2流”，计用G手指滑向动零RP
要时也可随时查看历史数据；
可方便地对仪表进行设定，如放大倍数的设定，不同 检测元件的选择，显示形式和单位的切换等；
一般都具有通讯功能，可方便地与其它设备一起使用； 与计算机一起构成网络式或总线式测量系统；
有些性能较好的仪表还具有故障的诊断；自校正等功 能
数字式记录仪表（无纸记录仪）
变流器
输入 变压器
整流器
交流电压 放大
晶体管 滤波器
电源变压器
相敏推挽 功率放大
整流器
三、数字式显示及记录仪表
普通数字式显示仪表
被测参数 检测元件
前置放大
A/D
标度变换
数字显示
其它输出 形式
智能式数字显示仪表
由于CPU的存在，使显示仪表的功能大大增加，性能 也有较大的提高，主要特点：
可用软件方式实现仪表的标度变换和非线性处理； 可以和内部或外部存储设备相连，保存历史数据；必
工作原理
a
Rp
A
R1
R6 RB
R4
M
R1
R1
_
+ R5
E
R1
R2
R3Fra Baidu bibliotek
b
测量桥R路1 R的3R分2 析计算
设
为桥路下支路臂比
1
中量程桥路的计算，取
当两中者量同程时的改平变衡时电，桥只改要变改量变程或和改就所可配以分R了度5号的R热6 电阻或
1
小量程桥路的计算 ，取 上支路电流因受被测电阻热效应的影响不能取得太大，必 须小于6mA，一般为3mA
输
微机 单元
A/D 或
采样
入
开关
信
F/D
号
CPU ROM RAM
显示及键盘 打印机等
数字式仪表的非线性处理
硬件线性化器 硬件的数字式查表法 软件线性化