过程控制仪表与装置5第二章变送器ppt课件

第二章 变送器和转换器,变送器是基于负反馈原理工作的。构成原理如下：,变送器的构成原理图,测量部分用以检测被测量X,并将其转换成能被放大器接受的输入信号Zi( 电压、电流、位移、作用力或力矩等信号）,第一节 变送器的构成,反馈部分则把变送器的输出信号Y转换成反馈信号Zf，再回送至输入端。Zi与调零信号Z0的代数和同反馈信号Zf进行比较，其差值送入放大器进行放大，并转换成标准输出信号Y.,讨论： 1、量程调整,x,y,ymax,ymin,xmin,x1max,x 2max,2、零点调整和零点迁移 目的：使变送器输出信号的下限ymin与测量范围的下限xmin相对应。 零点调整：xmin=0对应ymin; 零点迁移: xmin=0对应ymin,y,y,y,x,xmax,xmin,xmax,负迁移,零点迁移的方法：,注意：零点迁移（Z0)，量程不变； 量程调节（F），则零点变； 量程调节（C），则零点不变。,例：有一台DDZ-III型温度变送器，精度1级，出厂时量程调为：01300 用这台变送器测量一加热炉的温度（温度范围800900），问：产生的最大绝对误差是多少？变送器的灵敏度为多少？ 将变送器的零点迁至700，量程调为7001000，问：这时变送器的最大绝对误差是多少？灵敏度为多少？,8周,( 二) 工作原理和结构,1.工作原理,变送器信号传输方框图如下:,F1,F3,F2,L3,L2,L1,杠杆系统受力图,2、零点及量程调整,（1）调零及零点迁移,F2,L3,L2,L1,零点迁移：通过调节迁移弹簧来实现。,F2,L3,L2,L1,（2）量程调整,（三）低频位移检测放大器,作用：将副杠杆上检测片的微小位移S转换成直流输出电流I0.,1、差动变压器 由检测片（衔铁）、上、下罐型磁芯和四组线圈构成。匝数相同的原边两组线圈和副边两组线圈分别绕在上、下罐型磁芯的芯柱上，且原边线圈是同相连接的，副边线圈是反相连接的。,2、低频放大器 由振荡器、整流滤波及功率放大器三部分组成。,（1）振荡器,它是一个采用变压器耦合的LC振荡电路。由变压器原边电感LAB和电容C4构成并联谐振回路。,VD1,VD2,R6-构成分压式偏置电路； R2电流负反馈电阻， 稳定VT1的直流工作点。,振荡条件分析：,相位条件：只要UCD与UAB的相位相同，则反馈信号与放大器的输入信号同相，电路就形成正反馈。,振幅条件：KF=1 只要选择合适的电路参数，容易满足。,讨论：检测片位移S与振荡器输出电压UAB之间的关系：,K-放大器的电压放大系数，K=UAB/UCD,非线性； F-反馈系数，F=UCD/UAB,在铁芯未饱和的情况下 F线性。,(2)整流滤波,输出电压UAB经二极管VD4整流，通过R8,R9和C5滤波，得到平滑的直流电压信号，再送至功放级放大。,(3) 功率放大器,二、电容式差压变送器,（一）概述,电容式差压变送器是没有杠杆机构的变送器。它采用差动电容作为检测元件，整个变送器无机械传动、调整装置，并且测量部分采用全封闭焊接的固体化结构。因此，仪表结构简单、性能稳定、可靠，具有较高的精度。,变送器包括测量部分和转换放大电路两部分：,（二）测量部件,感压片与其两边的弧形电极形成电容Ci1和Ci2，无差压输入时， Ci1= Ci2，其容量若为：150170uF。,（三）转换放大器,作用：将差动电容的相对变化值，转换成标准的电流输出信号。,1、电容-电流转换电路,（1）振荡器,变压器反馈型振荡电路； 振荡条件：相位，幅值，,c. 振荡器由放大器IC1的输出电压U01供电，从而使IC1 能控制振荡器的幅值；,d. L,C分别为振荡器输出的等效电感和等效电容，L,C组成并联谐振电路，其频率也就是该振荡器的工作频率，约为3KHZ. e. C取决于变送器的差动电容，差动电容又随输入差压而变，因此该振荡器的工作频率是变化的。,(2) 解调和振荡控制电路,解调器,振荡控制放大器,IC1的作用，就是使流过VD3,VD7和VD1,VD5的电流之和I1+I2等于常数。,(3) 线性调整电路( 9周）,2、放大及输出限幅电路,作用：将电流信号Ii放大，并输出420mA的直流电流。,