电动显示仪表111概述

• 组成
图11.1.1直接变换式仪表
•特点 （1）其线性刻度较困难。 （2）很难获得较高的精度。 （3）信息转换效率低，但仪表简单可靠、重 量轻、尺寸小、价格便宜。
2）平衡式显示仪表的组成及特点 • 组成
图11.1.2平衡式显示仪表的组成
• 特点
• （1）平衡式显示仪表线性度好、测量精度高； • （2）反应速度快；
主要章节
• • • • • 11.1概述 11.2模拟式显示仪表 11.3数字式显示仪表 11.4智能式显示仪表 11.5传感器及变送器与显示仪表的连接
11.1概述
电动显示仪表通常是由测量线路和显示装置两部 分组成。
1.模拟式显示仪表
是以指针或记录笔的偏转角或位移量来显示被 测变量连续变化的仪表。 1）直接变换式仪表的组成与特点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图11.1.3仪表的变差特性
• 仪表的灵敏度
仪表输出信号的变化量和引起这个输出变化量的被测 量变化量的比值，称为仪表的灵敏度。
y S x
• 仪表的分辨率
仪表响应输入量微小变化的能力称为仪表的分辨力， 常用分辨率或灵敏限来表示。
2.数字式显示仪表
• 把与被测量（例如温度、流量、液位、压力等）成一定函 数关系的连续变化的模拟量，变换为断续的数字量进行显 示的仪表。 1）构成：
3.智能式显示仪表
• 带有微处理器的数字式仪表，可以实现复杂计算等功能。 • 1）构成
图11.1.5智能式显示仪表的构成
2）技术指标与特点
• 技术指标
技术指标与数字仪表基本相同，在测量误差功 能上增加了零点、满度误差软件修正和数据线性 化处理的功能。 • 特点
（1）具有常规仪表相同的功能；
（2）具有丰富的数据处理功能；
第11章：电动显示仪表
授课课时：2学时 主要内容：电动显示仪表意义及概述。电动显示仪表的分 类：模拟式显示仪表，数字式显示仪表。各显示仪表的结 构组成及其工作原理，各显示仪表与之匹配的传感器的选 择和确定。各类显示仪表的结构组成，各类显示仪表的工 作原理，工作方法及其配套的传感器选型。 重点和难点:各类显示仪表的结构组成，各类显示仪表的 工作原理，工作方法及其配套的传感器选型。各类显示器 与传感器的匹配，如何满足工艺精度要求
它是由前置放大器、A／D转换器（模拟量转换成数字 量）、非线性补偿、标度变换以及显示装置等部分组成。
图11.1.4数字式显示仪表的构成框图
2）技术指标
• 分辨率
仪表在最小量程时，最末一位数字跳变一个字所 代表的量值，它反映了仪表的灵敏度。
• 精确度
数字仪表精确度的表示方法： （ 1）
a% X nX min
• 检测电阻值的测量线路
3）仪表型号
工业仪表型号由三节组成：第一节以大写字母表示，第二 节以阿拉伯数字表示，尾注以大写汉语拼音字母一位表示， 普通型不加尾注；第三节以一位阿拉伯数字表示统一设计 的序号，第一次统一设计不加第三节。
• 动圈式仪表型号 • 见课本P242.
2.自动平衡式显示仪表 1）平衡式电子电位差计 • 工作原理： • 将被测电势与已知的电位差进行比较，当两者之
• 图11.2.3毫伏信号的测量线路
（1）环境温度补偿电阻 用具有负的温度系数的热敏电阻Rr和锰铜电阻RB 并联后再与RD串联的方法进行补偿。
（2）量程和阻尼调整电阻 国产XC系列动圈仪表采用了统一的测量机构，即 用于不同的量程、不同的被测量情况下的表头是统 一的，这就大大的简化了生产工艺，提高了生产效 率。
（3）热电偶冷端温度补偿
• 与热电偶配套的动圈仪表，是直接按照热电偶的分度表进 行刻度的，即热电偶的冷端温度是在零度条件下刻度的， 如果热电偶冷端温度不是零度，则动圈仪表的读数便不能 真实的反映被测温度值，并产生一个随冷端温度变化而变 化的误差。因此在实际测温中，必须考虑冷端温度补偿问 题。
图11.2.4热电偶冷端温度补偿
差为零（即达到平衡）时，被测电势就等于已知的 电位差，此时仪表达到平衡而停止工作，故称为平 衡式电子电位差计。
• 平衡式电位差计
EX IRPab ES RPab RK
图11.2.5手动平衡式电位差计
• 手动平衡式电位差计
（2） a% X b% X max 数字仪表精确度的相对误差
Xm a % b% X X
• 输入阻抗
数字仪表输入阻抗： 指仪表在工作状态下，仪表两个输入端子 之间所呈现的等效阻抗。 • 干扰抑制比
工业现场存在很强的电磁场及各种高频干扰，因此对数
字抗干扰性有一定得要求，通常用干扰抑制比来表示。
（3）可以方便地与各种输入信号连接；
（4）具有可编程功能； （5）可以存储历史数据，并能方便地输出； （6）具有数据通信功能； （7）与上位机配合可以构成分布式采集系统。
11.2 模拟式显示仪表
• 模拟式显示仪表： 利用测量的模拟信号直接显示或者经过转换电 路处理后再显示；也可以将模拟信号与标准信号 比较调平衡后，经过计算得到测量值再显示。模 拟式显示仪表具有连续显示功能，测量值在仪表 的刻度盘上读出。 • 1.动圈式显示仪表 • 采用灵敏度较高的磁电系测量机构，易将微弱的 被测信号转换为指针的角位移。可以对直流毫伏 信号进行显示，也可以对非电势信号但能转换成 电势信号的参量进行显示。
1）特点 • 可以作参数显示；也可作参数指示显示和控制； 可与热电偶等测温元件配合作为温度显示、调节 使用；可和其他变送器配合，测量、控制其他参 数。 2）组成和测量线路 • 动圈式仪表由测量线路和测量机构两部分组成。
图11.2.1动圈仪表
• 检测毫伏信号的测量线路
• 用于检测毫伏信号或配热电偶的动圈仪表测量线路为直接 变换式线路。它由环境温度补偿电阻、量程和阻尼调整电 阻、量程和阻尼调整电阻组成。
(3)比直接变换式仪表结构复杂、造价高。 3）显示仪表的基本技术性能
• 仪表的变差
在规定的条件下，用同一仪表对被测量进行正、反行程 的测量，对某一测量点所得到的正、反行程两次示值之差 称为该测量点上的示值变差。 b yib yi yi
yb max 100% ymin ymax