控制仪表及装置第二章PPT课件
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1-3短接、2-4短接： W = W1=725匝
1-2短接： W = W1+W2=2175匝
可实现3:1的量程调整
（三）低频位移检测放大器
作用：把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位移 S转换成4~20mA的直流输出电流。
由差动变压器、低频振荡器、整流滤波电路、功率 放大器组成。
构成方框图
1.差动变压器
检测片
S
C
A
上罐形磁芯
D
B
下罐形磁芯
差动变压器的结构
差动变压器原理图
2.低频振荡器
C i2 C i1 C i2 C i1
振荡器电路
D1、D2 可以提供偏置电 压，使三极管BG1正常工 作。 两个二极管D1、D2就相 当于一个稳压管。 R2起负反馈作用, 从而稳 定了BG1的工作点。
低频振荡器的起振条件
K y1KF(Cxz0)
V
F
R 17
R 16
R 17
R 1 6
R 19 R t
R 16
R 17
Vz
It
I0
l1l3 A tan l2l f K f
pi
l0 lf Kf
F0
K ppi
l0 lf Kf
F0
➢ 量程调整、零点调整和零点迁移
量程调整（即满度调整）的目的是使变送器的输出信 号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应。
（一）概述
pi
测量部分
Fi
杠杠系统
Ff
位移检测
I0
放大器
电磁反馈 机构系统
变送器构成方框图
（二）工作原理和结构
1. 工作原理
△Pi A Fi l1/l2 F1 tan
l3
(2)杠 杆 系 统 ： 作 用 ： 把 输 入 力 Fi与 电 磁 反 馈 力 Ff比 较 ， 然 后 转 换 成 检 测 片 的 位 移 。 组成：主、副杠杆，调零机构，零点迁移机构，静压调整和过载保
相位条件－ s < /2 时，
Fo
Mi
+
lo
Mo -
Mf
K1 S
K2
Io
lf Ff Kf
护 装 置 ， 平 衡 锤 ， 矢 量 机 构 。 见 图2 5。
a.调 零 和 零 点 迁 移 机 构 ： 零点由调零弹簧调整； 零点迁移由迁移弹簧调整。
I0
l1l3 A tan
l2l f K f
pi
l0 lf K
f
F0
设 迁 移 力 Fo'到 主 杠 杆 支 点 的 距 离 为 lo' ,则 有
2. 结构
测量部分
静压调整和过载保护装置： 作用：克服变送器的静压误差和过载时起保护作用。 静压误差：属系统误差。 静压误差产生的原因： 1.测 量 膜 片 有 效 面 积 不 等 ； 2.拉 条 装 配 不 正 解决办法：调静压调整螺钉。
平衡锤： 作用：使负杠杆的重心和支点M重合，提高仪表的耐冲 击、耐振动性能，而且在仪表不垂直安装时也不影响精度。
控制仪表及装置
第二章 变送器和转换器
第二章 变送器和转换器
第一节 变送器的构成 第二节 差压变送器 第三节 温度变送器 第四节 电/气转换器
变送器的构成
➢ 构成原理
调零、零点迁移
x
测量部分 Zi Z0
C
Zf
放大器 K
反馈部分 F
y
Fra Baidu bibliotekymax
y
ymin
0
xmin
变送器的构成原理和输入输出特性
xmax x
③ 副杠杆
——进行力矩的比较
Mi l3F2
M
C
MMi Mf
S lS M0 l0F0
F1
l1 l2
Fi
b.静 压 调 整 和 过 载 保 护 装 置 ：
④ 调作 用零：和克零服点变 送迁器移的机静 压构误 差 和 过 载 时 起 保 护 作 用 。
静压误差：属系统误差。 静 压 误 差 产 生 的 原 因 ：1.测 量 膜 片 有 效 面 积 不 等 ；2.拉 条 装 配 不 正 。 见 图 2-9。 解决办法：调静压调整螺钉。 过 载 保 护 装 置 ： 见 图 2 9。 c.平 衡 锤 ： 作 用 ： 见 图 2 5， 使 负 杠 杆 的 重 心 和 支 点 M 重 合 ， 提 高 仪 表 的 耐 击、耐振动性能，而且在仪表不垂直安装时也不影响精度。
F1
l1 l2
Fi
① 主杠杆
——将输入力Fi转换为
l 作用于矢量机构上的力
1 F1 ：
F1 l2 Fi F2F1tan
② 矢量机构
—— 将 输 入 力 F1
Mf lfFf 转换为作用于副杠
杆上的力F2 ：
改变tan，可改变差 压变送器的量程 ：4－15，量程比为 tan15/tan4=3.83
零点调整使变送器测量起始点为零；零点迁移是把测量起 始点由零迁移到某一数值。当测量起始点由零变为某一正 值，称正迁移；而由零变为某一负值，称为负迁移。 实现方法：改变调零信号Z0
差压变送器
用来将差压、流量、液位等被测参数转换为统一标准的 信号，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。
一、力平衡式差压变送器
I0
l3
(l1
A
Pi
l
'
0
F' 0
l2K flf
)tg
l0 K flf
F0
K
P
Pi
l'
0
l1A
F' 0
l0 K flf
F0
K ppi
l0 lf K
f
F0
(2-6)
几点结论
(1)在满足深度负反馈的条件下,输出电流Io与输入 差压△Pi成正比。 (2)改变调零弹簧作用力Fo可调整变送器的零点。 (3)调整变送器的量程可通过改变tan和Kf来实现。 (4)零点和满度应反复调整。
量程调整相当于改变变 送器的输入输出特性的 斜率，也就是改变变送 器输出信号y与输入信号 x之间的比例系数。
方法：改变反馈部分反馈系数
改变测量部分转换系数
零点调整和零点迁移都是使变送器的输出信号下限值 ymin与测量范围的下限值xmin相对应，在xmin= 0时，称 为零点调整，在xmin≠ 0时，称为零点迁移。
作 用 ： 把 被 测 差 压 ΔP 转 换 成 作用于主杠杆下端的输入力Fi
Fi= A1P1 -A2P2
因: A1= A2= A
故: Fi= A (P1 -P2) = AΔPi
杠杆系统
作用：进行力的传递和 力矩比较。
组成： 主杠杆1、矢量机 构2和副杠杠4，以及调零 机构、零点迁移机构、静 压调整和过载保护、平衡 锤。
⑤ 静压调整和过载保护装置、平衡锤
I2 I1
I I 平衡带 拉条 21
电磁反馈装置 作用：把变送器的输出电流I0转换成作用于副杠杆的 电磁反馈力Ff
Ff =πBDcWI0 设 Kf =πBDcW 则 Ff = KfI0 改变反馈动圈的匝数， 可以改变 Kf 的大小
W1=725 匝 ， W2=1450匝
1-2短接： W = W1+W2=2175匝
可实现3:1的量程调整
（三）低频位移检测放大器
作用：把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位移 S转换成4~20mA的直流输出电流。
由差动变压器、低频振荡器、整流滤波电路、功率 放大器组成。
构成方框图
1.差动变压器
检测片
S
C
A
上罐形磁芯
D
B
下罐形磁芯
差动变压器的结构
差动变压器原理图
2.低频振荡器
C i2 C i1 C i2 C i1
振荡器电路
D1、D2 可以提供偏置电 压，使三极管BG1正常工 作。 两个二极管D1、D2就相 当于一个稳压管。 R2起负反馈作用, 从而稳 定了BG1的工作点。
低频振荡器的起振条件
K y1KF(Cxz0)
V
F
R 17
R 16
R 17
R 1 6
R 19 R t
R 16
R 17
Vz
It
I0
l1l3 A tan l2l f K f
pi
l0 lf Kf
F0
K ppi
l0 lf Kf
F0
➢ 量程调整、零点调整和零点迁移
量程调整（即满度调整）的目的是使变送器的输出信 号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应。
（一）概述
pi
测量部分
Fi
杠杠系统
Ff
位移检测
I0
放大器
电磁反馈 机构系统
变送器构成方框图
（二）工作原理和结构
1. 工作原理
△Pi A Fi l1/l2 F1 tan
l3
(2)杠 杆 系 统 ： 作 用 ： 把 输 入 力 Fi与 电 磁 反 馈 力 Ff比 较 ， 然 后 转 换 成 检 测 片 的 位 移 。 组成：主、副杠杆，调零机构，零点迁移机构，静压调整和过载保
相位条件－ s < /2 时，
Fo
Mi
+
lo
Mo -
Mf
K1 S
K2
Io
lf Ff Kf
护 装 置 ， 平 衡 锤 ， 矢 量 机 构 。 见 图2 5。
a.调 零 和 零 点 迁 移 机 构 ： 零点由调零弹簧调整； 零点迁移由迁移弹簧调整。
I0
l1l3 A tan
l2l f K f
pi
l0 lf K
f
F0
设 迁 移 力 Fo'到 主 杠 杆 支 点 的 距 离 为 lo' ,则 有
2. 结构
测量部分
静压调整和过载保护装置： 作用：克服变送器的静压误差和过载时起保护作用。 静压误差：属系统误差。 静压误差产生的原因： 1.测 量 膜 片 有 效 面 积 不 等 ； 2.拉 条 装 配 不 正 解决办法：调静压调整螺钉。
平衡锤： 作用：使负杠杆的重心和支点M重合，提高仪表的耐冲 击、耐振动性能，而且在仪表不垂直安装时也不影响精度。
控制仪表及装置
第二章 变送器和转换器
第二章 变送器和转换器
第一节 变送器的构成 第二节 差压变送器 第三节 温度变送器 第四节 电/气转换器
变送器的构成
➢ 构成原理
调零、零点迁移
x
测量部分 Zi Z0
C
Zf
放大器 K
反馈部分 F
y
Fra Baidu bibliotekymax
y
ymin
0
xmin
变送器的构成原理和输入输出特性
xmax x
③ 副杠杆
——进行力矩的比较
Mi l3F2
M
C
MMi Mf
S lS M0 l0F0
F1
l1 l2
Fi
b.静 压 调 整 和 过 载 保 护 装 置 ：
④ 调作 用零：和克零服点变 送迁器移的机静 压构误 差 和 过 载 时 起 保 护 作 用 。
静压误差：属系统误差。 静 压 误 差 产 生 的 原 因 ：1.测 量 膜 片 有 效 面 积 不 等 ；2.拉 条 装 配 不 正 。 见 图 2-9。 解决办法：调静压调整螺钉。 过 载 保 护 装 置 ： 见 图 2 9。 c.平 衡 锤 ： 作 用 ： 见 图 2 5， 使 负 杠 杆 的 重 心 和 支 点 M 重 合 ， 提 高 仪 表 的 耐 击、耐振动性能，而且在仪表不垂直安装时也不影响精度。
F1
l1 l2
Fi
① 主杠杆
——将输入力Fi转换为
l 作用于矢量机构上的力
1 F1 ：
F1 l2 Fi F2F1tan
② 矢量机构
—— 将 输 入 力 F1
Mf lfFf 转换为作用于副杠
杆上的力F2 ：
改变tan，可改变差 压变送器的量程 ：4－15，量程比为 tan15/tan4=3.83
零点调整使变送器测量起始点为零；零点迁移是把测量起 始点由零迁移到某一数值。当测量起始点由零变为某一正 值，称正迁移；而由零变为某一负值，称为负迁移。 实现方法：改变调零信号Z0
差压变送器
用来将差压、流量、液位等被测参数转换为统一标准的 信号，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。
一、力平衡式差压变送器
I0
l3
(l1
A
Pi
l
'
0
F' 0
l2K flf
)tg
l0 K flf
F0
K
P
Pi
l'
0
l1A
F' 0
l0 K flf
F0
K ppi
l0 lf K
f
F0
(2-6)
几点结论
(1)在满足深度负反馈的条件下,输出电流Io与输入 差压△Pi成正比。 (2)改变调零弹簧作用力Fo可调整变送器的零点。 (3)调整变送器的量程可通过改变tan和Kf来实现。 (4)零点和满度应反复调整。
量程调整相当于改变变 送器的输入输出特性的 斜率，也就是改变变送 器输出信号y与输入信号 x之间的比例系数。
方法：改变反馈部分反馈系数
改变测量部分转换系数
零点调整和零点迁移都是使变送器的输出信号下限值 ymin与测量范围的下限值xmin相对应，在xmin= 0时，称 为零点调整，在xmin≠ 0时，称为零点迁移。
作 用 ： 把 被 测 差 压 ΔP 转 换 成 作用于主杠杆下端的输入力Fi
Fi= A1P1 -A2P2
因: A1= A2= A
故: Fi= A (P1 -P2) = AΔPi
杠杆系统
作用：进行力的传递和 力矩比较。
组成： 主杠杆1、矢量机 构2和副杠杠4，以及调零 机构、零点迁移机构、静 压调整和过载保护、平衡 锤。
⑤ 静压调整和过载保护装置、平衡锤
I2 I1
I I 平衡带 拉条 21
电磁反馈装置 作用：把变送器的输出电流I0转换成作用于副杠杆的 电磁反馈力Ff
Ff =πBDcWI0 设 Kf =πBDcW 则 Ff = KfI0 改变反馈动圈的匝数， 可以改变 Kf 的大小
W1=725 匝 ， W2=1450匝