显示仪表_化工仪表

1、模-数转换（A/D）
任务：使连续变化的模拟量转换成与其成 比例的、断续变化的数字量。 模数转换过程如图4-20所示，显然， 分割 的阶梯（即一个量化单位）越小，转换精 度就越高，但这要求模数转换装置的频率 响应、前置放大的稳定性等也越高。这是 一个矛盾。

模数转换方法的分类：
1. 2.
时间间隔-数字转换； 电压-数字转换（V-D转换）；（常用）
4R
0
U0 RT 4R
四、动圈式显示仪表测温注意事项

型号意义
XCZ：显示、磁电、指示 XCT：显示、磁电、控制
注意配套使用 适当调整外接电阻 运输时，短路保护

§4.3 自动电子电位差计


E R R R R

当电路中有两个电位相反的电 源时，总电势为两个电源电势 之差。如果两个电源的电动势 相等，则回路电流为零。 电桥输出为零的条件为： kU 0 2R E U U0 L 4R 2
R1 R2 R3 R4 U U0 4R

电桥具有“邻减对加”的特性。
三、电桥与电阻测定
——热电阻温度计的显示

对于热电阻温度变换器，考虑到导线电阻 随温度的变化，其输出电压可以表示为：
R1 RT RLT R2 RLT R3 0 R4 0
RT RLT RLT 0 0 U U
实际上，经常是把非电量先转换成电压，然后再 由电压转换成数字，所以A-D转换的重点是V-D 转换。重点介绍两类：双积分型和逐次比较型。
3.
机械量（直线位移和角度等）-数字转换。
1.1 双积分型
双积分型A/D转换器又称双斜率A/D转换器。 基本原理：前一段时间内的模拟电压通过 两次积分，变换成与其平均值成正比的时 间间隔，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。 采用的是间接法，首先将电模拟量转换成 中间量——时间间隔T，再由中间量转换 成数字量。

双积分型A/D转换器
C
UC
Ui UR -UR
电 子 开关
R -
∞ + + N UC -1 +1 #
O T1
Ui1 Ui2
T 2'
T
'' 2
t
计数器 数据输出
控制逻辑
b)
标准时钟
1.2 逐次比较型
采用直接法转换，它是把电模拟量与一整 套准电压之间进行直接逐次比较而得的数 字量。 逐次比较型模-数转换器的基本原理在于 “比较”，用一套标准电压和被测电压进 行逐次比较，不断逼近，最后达到一致。 标准电压的大小，就表示了被测电压的大 小。将这个和被测电压相平衡的标准电压 以二进制数出，就实现了模拟-数字的转换 过程。
第四章 显示仪表 §4.1 概述
用于参数的指示、记录、累积的仪表 显示仪表的分类：

仪 数字量显示：数字显示 气动显示仪表 动圈式显示仪表 显示仪表模拟量显示电动显示 自动电子电位计 DDZ记录仪 机械显示 图象显示
§4.2 动圈式显示仪表
动圈式显示仪表的实质就是指针式电流/电 压表。其核心部件是一个磁电式毫安计。 动圈式显示仪表通过一定的内置电路可以 直接用来作为热电偶、热电阻，以及电流 或电压的显示。 部分显示表还附带有模拟量输出，以实现 简单的控制功能。

一、动圈显示基本原理

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N
S

磁场中，一个用弹性张丝悬挂 的线圈，当线圈有电流通过时， 线圈在电磁力的作用下发生偏 转；在电磁力矩与张丝的弹性 力矩平衡时，线圈达到最大偏 转角并稳定下来。 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。
稳压电源
两个系统比较
项目 输入信号 电桥输出 冷端温度补偿 热电偶系统 电动势 E 有 热电阻系统 电阻 0 无
接线方式
电源
双补偿线，桥中
直流
三线，桥臂
直流或交流
§4.4 DDZⅢ光柱显示报警器(自 学)
上限 下限 上限设定 下限设定
信号：直流
电压：1~5V 电流：
4~20mA
电源：
从电流表并联出信号并放大驱 动可逆电机即可实现自动平衡。
热电偶——自动电位差计测温 系统构造
热 电 偶
测 量 电 桥
放 大 器
可 逆 电 机
指示机构 记录机构
同步电机 稳压电源
热电阻——自动电位差计测温系统
RT
R R 放 大 器
R
热 电 阻
测 量 电 桥
可 逆 电 机
指示机构 记录机构
同步电机

一、数字式显示仪表的分类
数 字 显 示 仪 表 电 压 型 单点式 多点式 显示仪 显示报警仪 显示输出仪 频 率 型 单点式 显示记录仪 显示报警输出记录仪
多点式
二、数字式显示仪表结构原理
检 模拟信号 测 变 送 数字信号 A/D转换 电 子 寄 计 存 数 器 器 电 子 译 码 器 显 示 器
直流：24V
交流：220V
DDZ光柱显示报警器 工作原理
上限设定 输入信号 比较
电源 比较
下限设定 显示部分 报警部分
§4.5 A/D转换与数字显示仪
模拟量信号：以连续变化的物理量的大小模拟实 际参数的大小。 • 数字量信号：以脉冲数表达的实际参数的大小。
•
数字显示仪的主要功能：将模拟量信号转换 为数字量信号，并用数字符号显示出来。 数字显示仪有单独的标准化（DDZ Ⅲ系列） 仪表。有些测试仪表的二次仪表也附带内置 的数字显示仪。
动圈的内部结构——温补与调整
R3
R2

温度补偿 调零
调整张丝或游丝的固定点。
采用热敏电阻抵消线圈热效应。
+
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。
二、动圈式显示计
—热电偶温度显示、电压与电流显示




校准后的动圈就是一个包含内 阻r的电流表（毫安计）。 毫安计串联一个可调小电阻， 使回路总电阻一定时，即可用 于测量小电压——热电偶的输 出。 毫安计串联一个大电阻，使回 路其它电阻忽略不计时，即可 用于测量大电压——普通电压 表。 毫安计并联一个小电阻，使毫 安计内阻r忽略不计时，即可用 于测量大电流——普通电流表。
三、电桥与电阻测定
——热电阻温度计的显示
R2 R1 R3 R4

U
R1 R1 R2 R2 R3 R3 R4 R4
( R1 R1 R2 R2 )(R3 R3 R4 R4 )
电桥的输出电压可以表示为：
U0
对于等臂电桥，并忽略高阶小 项后可以表示为：