第四章显示仪表PPT课件

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⑥始端（下限）电阻RG的大小取决于测 量下限的高低。当滑动触点C向左移至 滑线电阻的起点F时，桥路的输出电压 UCD应该等于温度为标尺下限时的热电 势值。RG越大，在下限时的UCD也越大， 即测量下限越高，反之亦然。
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3、平衡和记录机构
l-可逆电机；2-传动齿轮；3-拉丝轮；4-拉线； 5-导线轮；6-记录笔与指针； 7-记录纸； 8-卷 纸辊； 9-导向辊； 10-收纸辊；11-储纸辊；12滑动触点；13-滑线电阻盘
1、工作原理及组成： 利用电位差计测量热 电势是基于电压平衡 法（也叫补偿法或零 值法）。右图所示为 最简单的电位差计原 理线路图。
补偿法原理 10
Ex 为 被 测 电 压 ， 线性度很高的线 绕电阻R与稳压电 源E组成一闭合回 路，因此流过R上 的电流I是恒定的， 这样也就可将R的 标尺刻成电压数 值；G是一灵敏度 较高的检流计。
测量结果无影响。
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2、自动电子电位差计的构成及 测量桥路
自动电子电位差计与手 动电位差计的区别是用电 子放大器代替检流计，用 可逆电机及一整套传动机 构代替手的操作。它主要 由测量桥路、放大器、可 逆电机、同步电机、指示 记录机构、稳压电源、机 械传动机构等构成。
构成方框图
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测量桥路原理图
目前使用的显示仪表种类很多。按所 用能源可分为电动显示仪表和气动显示 仪表；按照显示方式可分为模拟式、数 字式和图像显示三类。
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模拟式显示仪表是以指针或记录笔的 偏转角度或位移量来模拟显示被测变量 的连续变化。根据其测量线路的不同， 又可分为直接变换式（如动圈式）和平 衡式（如电子自动平衡式）两类。
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测量机构和基本工作原理
动圈式显示仪表测量机构图 l—永久磁铁；2、6—张丝；3—软铁芯；4—热电
偶；5—动圈；7—刻度面板；8—仪表指针 6
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第二节 自动平衡式显示仪表
由于动圈式显示仪表实际上是一种测 量电流的仪表，所以，凡是能引起电流 变化的各种干扰因素都会导致测量误差， 而且这种误差单凭提高仪表的加工精度 是不能弥补的。另一方面，它的可动部 分容易损坏，怕震动，且不便于自动记 录。
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目前常用的自动平衡式显示仪表有自 动电子电位差计和自动平衡电桥两类， 分别与热电偶和热电阻相配用，通过自 动调节电位差或电阻值使电位差计或电 桥达到平衡，并自动指示和记录测量结 果，从而实现对温度变量的自动、连续 检测和显示。同时克服了动圈式显示仪 表的缺点，提高了测量精度。
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一、自动电子电位差计
越过电阻说明
R2-冷端补偿铜电阻； RM-量程电阻； RB-工艺
电阻； RP-滑线电阻； R4-终端电阻（限流电
阻）；R3-限流电阻； RG-始端电阻； E-稳压
电源(1V)；I1-上支路电流(4mA)； I2-下支路电
流(2mA)
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自动电子电位差计的测量桥路由上、 下两条支路组成。用电桥电路产生直 流电压UCD的优点是可以解决仪表量程 问题，实现对热电势（正、负）的双 向测量，同时还能对参比端温度进行 自动补偿。桥路中各电阻的作用如下：
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②下支路限流电阻R3，是一个固定电 阻，它与R2配合，保证了下支路回路的 工作电流为2mA。由于铜电阻的阻值随 温度而变化，所以，下支路的回路工作 电 流 I2 只 有 在 仪 表 的 标 准 工 作 温 度 （25℃）时才为2mA。电阻R3的准确度 直接影响到下支路电流I2的大小。因此， 它的精度要求较高，一般应在±0.2％以 内。
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③上支路限流电阻R4的作用是把上支 路 的 工 作 电 流 限 定 在 4mA ， 即 它 与 Rnp （RP、RB、RM三个电阻的并联值）、RG 串联，使上支路工作电流为4mA。所以， 当 Rnp 和 RG 的 数 值 确 定 后 ， R4 的 电 阻 值 也就确定了。
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④滑线电阻RP，是测量系统中的一个 非常重要的部件，仪表的误差、灵敏度 和运行的平滑性等都和滑线电阻的质量 有关。因此，除了要求装配牢固外，对 材料的性能要求很高，尤其对滑线电阻 的线性度要求更高，在0.5级的仪表中， 希望能把非线性误差控制在0.2％范围内。 由于工艺上的原因， RP很难绕制得十分 精确，其数值也不便增减，为此，和RP 并联一个电阻RB（称为工艺电阻），并 联后其数值为90Ω，这样，把两个电阻
作为整体来考虑，便于统一规格和成批 生产。
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⑤量程电阻RM是决定仪表量程大小的 电阻。它的大小由仪表测量范围及所配 用的热电偶分度号来决定。电阻RM与滑 线电阻并联，RM越大，它从上支路回路 工作电流I1中所分流出的电流IM越小，仪 表的量程就越大；反之，RM越小，其量 程也就超小。因此，如果要制作不同量 程的仪表，只需改变RM、RG和R4的阻值， 滑线电阻RP和工艺电阻RB则不需要改变。
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①铜电阻R2,装在仪表后接线板上以使其 与热电偶冷端处于同一温度。当环境温度 改变时，铜电阻上的电压降变化量等于相 应的热电偶冷端温度变化所引起的电势变 化值，起冷端温度补偿作用。当配用镍铬 －镍硅热电偶时R2=5.33Ω；配用镍铬—考 铜热电偶时 R2= 8.92Ω；配用铂铑－铂热 电偶时R2= 0.74Ω。
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第一节 动圈式显示仪表
该仪表是一种发展比较早的模拟式显 示仪表，但目前仍然被广泛使用，尤其 是在一些中小型企业，应用极为广泛。 它不仅可以与热电偶、热电阻等传感器 配合用来显示温度，还可以对压力等其 他工艺变量检测的直流毫伏信号进行显 示。
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动圈式显示仪表的组成如下图所示， 它由测量电路和测量机构两部分组成。 不同型号的仪表其测量电路是不一样的， 但其测量机构基本相同。
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右图为手动电位差计的原
理线路图，测量未知电压的
方法是调节滑动触点B的位
置，使滑线电阻R在BA段的
电阻RBA上的电压降UBA变化， 当 UBA=IRBA=Ex 时 ， 流 过 检 流计G的电流为零，这时触
பைடு நூலகம்
点B所指示的电压值即为未
知电压Ex。
用这种“电压平衡法”法
测量电压，由于此时流过热
电偶内部及连接导线的电流 手动电位差计 为零，因此线路电阻变化对