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此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除第一章：硬件部分 Y e=Ry+基本系统：给定值 执行器D/A对象调节器检测装置变送器A/D设计概述：本设计用8086及8282等芯片组成的最小模式系统实现对电炉丝恒温的Fuzzy控制。用8259A及两个555定时器组成中断电路。8255产生报警信号并做出相关处理。使用DDZ-温度变送器和热电偶将被测温度转换为电压信号送入0809进行A/D转换，再送入8086进行模糊决策，最后输出数字信号，通过0832转换为模拟信号控制KCZ6的触发角，对三相半控桥的输出电压进行控制，达到控制炉温的目的。 第一节：执行机构一 三相桥式半控整流电路：Vt1 Vt3 Vt5T n D2 D4 D6 相桥式半控整流电路由三个可控硅三个二极管组成，所以称为半控，三个可控硅的阴极连接，广泛用于大容量负载，触发电压有三组，分别加在相应的可控硅上，三组触发电压应与主电路的三相电源同步，关于触发脉冲的相位，Vt1，Vt3，Vt5之间分别相差120，每组触发电压移相范围为0180。.Ud=1.17U2lcosa （U2l为变压器二次绕组的线电压有效值）二. SCR的选择： SCR的选择一般根据负载电流通过可控硅平均电流Ikgp的23倍来选择元件。查电工手册常用老式电炉电热元件的参数数据，在电炉功率10KW、电压220V、电流45.5A、电阻4.84，其铭牌为：Ni60Cr15 4.5 （电热元件温度1000）Ni80Cr20 4.8 （电热元件温度1100）Ni25Cr15 4.2 （电热元件温度1200）可控硅承受的最高正反向电压=直流电压2E 22.34220=1029.60V由此就可以选择3CT50型号的SCR.3CT50元件参数如下表：参数名称符号单位3CT50正向阻断峰值电压PFV伏20-1500反向阻断峰值电压PRV伏20-1500额定正向平均电流（导通角170）IF安50最大正向平均漏电流If毫安5最大反向平均漏电流IR毫安5最大正向平均压降VF伏1.2最大维持电流IR毫安60控制极最大触发电压Vg伏3.5控制极不触发电压Vgn伏0.15控制极最大触发电流Ig毫安100控制极不触发电流Ign毫安1控制极最大允许反向电压Vgr伏5正向电压上升率Dv/dt伏/微秒20开通时间Ton微秒6关断时间Toff微秒25额定工作结温tj100结温升T60铝散热器面积CM厘米900冷却方式风冷三.晶体二极管的选择根据平均电流可以选择晶体二级管，其平均电流为45.5 A， 所以选择晶体二极管的型号为：3CZ56晶体二极管额定平均电流额定反向峰值电压正向平均压将反向平均漏电流整流结温升T整流与散热器间热阻散热器最小散热面积冷却方式3CZ56IF=50A30-1000V0.45-0.650.5-10A1000.5600CM风冷四元件的保护 硅元件，特别是可控硅，虽然有很多优点，但是它们承受过电压、过电流的能力差，因此为了使元件能可靠的长期运行，必须采用一定的保护措施。造成过电压的主要原因是可控硅开关工作状态，电路中的感性元件（如整流变压器等）产生的反抗电流突变的电动势过大，如不加保护措施会造成整流元件击穿。常用的过电压保护有串联阻容保护，硒堆保护等，在本次设计中采用阻容保护。 C R阻容保护 整流元件额定正向电流（安）C4（微法）R4（欧）2000.5101000.2520500.240200.1100参数选取：在整流元件侧并联阻容保护，因为SCR和晶体二极管额定正向电流为50A，从上表中可以选择出它们的参数C4=0.2F R4=40第二节：触发电路与同步设计一 触发电路的选择触发电路选择KCZ6集成化六脉冲触发组件功能与特点：集成化六脉冲触发组件用于可控硅三相桥式变流器的触发。它将控制电压幅度转换成相应导通角的功率足够大的触发脉冲，使主电路可靠地工作每一组输出脉冲能可靠地驱动一只大功率的可控硅元件，组件具有以下的功能与特点：1同步滤波网络，不受电源中波形的畸变和换流缺口的干扰。2适应较宽的同步电压范围，并只需三相同步电压。3各脉冲不均衡度很小。4能很方便的与调节系统匹配，并只需调节输入信号的上下限就可以调整流和逆变角。5输出是脉冲列式的双脉冲，脉冲变压器很小，对于各种宽度的脉冲可以使用统一规格的脉冲变压器。6有一个脉冲输出控制端用以控制脉冲的输出和在正反组可逆系统中作逻辑切换控制。7由于使用了专门设计的KC04，KC41，KC42集成电路，组成体积小，调整和维修非常方便，线路稍加以修改可用于双相可控硅的三相交流调压电路。概述： 集成化六脉冲组件原理图见图，每相同步经RC，T型移相滤波，每级移相30度，电位器RWS，RWT作微调各相同步电压的相位，用以保证六相脉冲间隔的均匀，同步电压取30V左右，如30V偏离较多则必须相应改变RC滤波网络的参数来保证KC04电路，8#端输入电流限制在12mA，同步电压送入后，在KC04电路4#端形成锯齿波，由锯齿波电压移相控制电压Uy和偏移电压p在端综合进行的电流比较，在端输固定宽度的触发脉冲送至电路的输入端，由电路组成的脉冲列形成器将三块电路送来的触发脉冲进行调制，再从电路端输出至三块电路的端，此时在电路的和端输出是调制了的脉冲列移相触发脉冲，三块触发器六路输出再送到电路的端，在端输出是按，规律组成的双脉冲列移相触发脉冲，经放大可输出的驱动电流，输出触发脉冲宽度可以调节每相的，数值。如要度a的长脉冲，则可以取，元件并在电路，端之间加电阻。参见长脉冲应用事例，组件触发极性为正，即移相电压增加，输出导通角越大调节，和，同位电位器，就能得到理想的三相平衡度，对不同的移相控制电压，只要改变每相，电阻的比例，和调节锯齿波斜率以及选择相应的偏移电压就能保证脉冲变压器中的磁化电流在间隔时间中能衰减到令的击穿电压相接近，脉冲变压器可采用罐形锰锌氧体，考虑副边电流能达到，一般可选用铁心。组件技术参数：， 交流同步电压：三相， 同步端工作电流：， 同步接法， 移相控制电压（相应于度的移相范围）分，四种， 移相输入阻抗：千欧， 移相范围（最大）：度， 触发脉冲形成：脉冲列调制式双脉冲， 脉冲列频率：， 输出级允许负载电流：， 脉冲前沿：， 各相脉冲不均衡度：， 温度漂移：， 电源电压：， 消耗电流：，正电源，负电源，不包括输出级， 允许使用环境温度：二 同步设计由于三相半控桥的三个晶闸管依次间隔120被触发，所以输入的同步电压也必须依次间隔120，这三个同步电压通常由同步变压器的二次反星形联结的绕组提供，因此，只要触发板的同步电压相位符合要求，则其它两个同步电压的相位也符合要求。现假设主回路整流变压器为D，Y11联结的三相半控桥，同步变压器为D，Y10的联结，如下图所示：锯齿波触发器的电路 电压矢量关系在锯齿波的触发电路中，为了改善波形亦可加设R-C滤波器。在KCZ6触发器中，设置的R-C滤波器，其滞后相角为30，所以采用R-C滤波器后的同步电压与晶闸管的配套关系，见下表。晶闸管VT1VT3VT5主电路电压+Uu+Uv+Uw同步电压-Usw-Usu-Usv主电路与三相电源的连接：常用电器设备1 继电器的选择1 概念 是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电路。型号保护继电器是构成继电保护的基本元件，是电力系统中不可缺少的重要设备。为了对主电路进行过载保护，根据需要，选择JZ7-22电磁式交流继电器，选择电压线圈为220V；额定电压吸引线圈电压额定电流触点数量最高操作频率 机械寿命 电寿命 交（V） V A长开长闭次/H万次万次 500 220 52 2 1200 300 100由于设计的需要和为使以后维护方便，均选择同一型号的产品。热继电器工作原理热元件（双金属片）是由两种膨胀系数不同的金属片亚扎而成。上层称主动层，采用膨胀系数高的铜或铜镍合金或铁镍合金制成，下层称被动层，采用膨胀系数较低的铁镍合金制成，使用时分别将两只元件串联在两相回路中，当负载电流超过允许值时，双金属片被加热超过一定的温度，压下压动螺钉，锁扣机构脱开，热继电器触点切断控制电路使主电路停止工作。本次选择JR15-30。2接触器（KM）的选择选择交流接触器，因为电热丝功率为10KW，所以选择型号为：CJ20-25，其额定工作电压380V、额定工作电流为25A、控制电机最大功率11KW。3熔断器（FU）的选择熔断器是一种保护电器，当电流超过规定值并经过足够的时间后，使熔体熔化，把其所接入的电路端开，对电路和设备起短路保护或过载保护。此次用于保负无启动过程的平稳负载，即电阻电炉，可根据下面的公式计算，选择： URTRURT IRTRIRT其中：URTR熔断器额定电压。IRTR熔断器的额定电流。URT线路额定电压。IRT负载额定电流。此次分别采用两组电路，主电路380V，控制电路220V。所以，熔断器分别选择两种型号：主电路熔断器的选择URT1=380V；IRT1=10000/380=26.3A；即需要选择：URTR380V； IRTR26.3A；的熔断器。根据需要和相关参数选择：RL1-60；额定电流为60A，熔体体额定电流30A；断流容量为5000A（交流）。控制电路熔断器的选择RL1-15;额定电流为15A；熔体体的额定电流10A，断流容量2000（A）交流。一 单相调压器的接入（接触式调压器）。为了实现自动和手动切换，在自动运行时，通过晶闸管触发电路来改变触发角a，从实现电炉丝的调温。而在一些特定的情况下，需要切换至手动，实现手动调压，因此就介入了单相调压器，在本次设计中选择接触式调压器。1接触式调压器的特点和用途 产品名称容量及电压范围特点主要用途标准接触调压器100KVA及以下0.5KV以下效率高，电压波形及调压特性好，体积小，重量轻适用于实验室、小型工业电炉、电信、家用电器、小型整流等设备中调节或稳定电压。JB2675-80JB2676-80接触自动调压器100KVA及以下0.5KV以下效率高，积小、重量轻，压精度高，反应速度快。2 接触调压器的原理与结构AXU1 N1aU2 N2x接触调压器工作原理图 接触调压器是匝比连续可调的自耦变压器。如图所示，使电刷b接触在绕组c的导电表面上平滑移动或滚动，改变着匝比N2/N1中的N2的数值，将不可调电压U1转换为可平滑无级调节的电压U2。U2=N2/N1U1 接触调压器因铁心结构不同分为环式与柱式两种。单元容量在10KVA及以下的均为环式，单、三相容量大于30KVA的多为柱式。多个环式的单元，共轴Y接可组成三相，共轴通过平衡电抗器并联可组成单相大容量的。 环式的铁心卷成环状，截面呈正方形，柱式的铁心叠接成柱状，截面呈圆形。 绕组一般均为单层，与电刷接触的部分，经磨削而形成一平整光洁的导电面。柱式的漏抗大于环式，如在绕组内层增设补偿绕组，可降低漏抗。 电刷采用具有一定电特性与机械特性的电化石墨制成，与绕组导电面接触良好与否直接关系到接触调压器的使用寿命。 接触调压器一般均制成干式自冷，容量大的或用于特殊环境的可制成油浸自冷式。3 主要技术数据环式接触调压器的主要技术数据额定容量KVA相数额定输入电压V额定输出电压V空载电流%效率%满载电压降V空载输出电压波形畸变率%起始电压过载能力过载%过载时间min0.20.512345710152030单相2200250112.295.298.23312040606030536912152030三相38004305.52.296.698.39334使用与维护 电刷接触不良，会产生火花灼痕或触点过热，应定期更换磨损的电刷，并清除绕组接触表面灼痕和污垢，使之光洁。调节电压要缓慢均匀。调压器可恒电流输出，不可恒功率输出。如无平衡电抗，调压器不可并联使用第三节：控制电路KM1 KM2SB2SB1 K1KM3KM1 KM1 KM3KM2KM1SB3SB4 K2KM2KM4 KM2KM4控制电路一 自动运行运行：按下自动运行按钮SB2，接触器KM1吸合并自保，接下来KM1常开触点闭合，由此KM3得电吸合并自保，电炉丝接入自动运行电路开始加热，而自动运行时把KM1常闭触点接入手动控制电路中，是KM1常闭触点断开，以达到互锁的目的，即手动控制在此时失去作用。停机：按下停机按钮SB1，KM1线圈失电，KM1自保断开，主电路KM1失电，自动运行停止。二 手动运行 动运行出现故障或其它情况时，需要手动控制电路丝的温度，此时介入手动控制。 运行：按下SB4按钮，KM2常开触点闭合并自保，接触式调压器通电运行，此时由于KM2常开触点闭合，KM4线圈通电，KM4触点吸合并自保，电炉丝接入手动调压电路，此时通过手动调节接触式调压器的电压，就可以平滑调动电炉丝的温度，从而达到手动控制的目的。 停机：按停机按钮SB3，KM2线圈失电，KM3常开触点断开，自保断开，KM4线圈也由此失电，KM4断开，此时手动运行停止。同理，把KM2常闭触点串入自动运行控制电路中，目的是为了实现互锁，即手动运行时，自动运行不能介入。三线路保护环节 短路保护：短路时通过熔断器FU的熔体熔断切断主电路，在这个设计中选择熔断器的型号为：RM10。 过载保护：通过热继电器K1、K2实现。在自动运行时，如果负载过载时，K1动作，其常闭触点将自动控制电路切断，吸引线圈KM1失电，切断自动运行主电路。手动运行时，如果负载过载，K2动作，其常闭触点将手动控制电路切断，吸引线圈KM2失电，切断手动运行主电路。第四节：温度的采样和变送一 温度的采样热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,其优点是：测量精度高,因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量范围广,常用的热电偶从-50+1600均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269（如金铁镍铬），最高可达+2800（如钨-铼）,构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1 热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。(2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：a 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；b 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；c 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；d 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 2 热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵 金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热 电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷 端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t00时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100。 3.热电偶测温原理由两种不同的金属A和B构成一个闭合回路，当两个接触端温度不同即T T0时,回路中会产生热电势EAB（T，T0）,其中T称为热端、工作端或测量端，T0称为冷端、自由端或参比端。A和B称为热点极。热电势Eab的大小是由接触电势和温差电势所决定的。1 接触电势由于金属导体材料不同，金属导体内部的自由电子密度也不相同，因此当两种不同的金属导体A和B接触时，自由电子就要从密度大的导体扩散到密度小的导体中去，从而产生自由电子的扩散现象，这样A、B接触处形成一定的电位差，这就是接触电势（也叫珀尔帖电势），其大小可用下式表示：eAB（T）=kT/elnNA/NB （5.1）2 温差电势在同一导体中，当导体两端的温度不同即T T0时,两端电子能量就不同。温度高的一端电子能量大，则电子从高温端跑向低温端的数量多，而返回的数量少，最后达到平衡。这样在导体A的两端形成一定的电位差即温差电势（也叫汤姆逊电势），其大小可用下式表示：eA（T，T0）=dt （5.2） 3 热电偶回路的总电动势在两种金属导体A和B组成的热电偶回路中，两接触点的温度为T和T0，而且T T0。则回路总电势由4个部分组成，2个温差电势，既eA（T，T0）和eB（T，T0），2个接触电势即eAB（T）和eAB（T0），则4个电动势之和为：EAB（T，T0）=k/e（T- T0）lnNA/NB-（A-B）dt （5.3） 从上式可以看到，若热电极A和B为同一种材料时，NA= NB，A=B，则EAB（T，T0）=0。若热电偶两端处于同一温度下，T= T0，T- T0=0，则EAB（T，T0）=0。因此热电偶必须具备两个条件即不同的金属组成热电偶，它的两端存在温差。再对上式（5.3）进行重新组合，则有：EAB（T，T0）=f(T)-f(T0) 从上式中可以看到，热电势是T和T0的温度函数的差，而不是温差的函数，这是因为热电势是非线性的。如果令f(T0)=0即（T0=0），则有：EAB（T，T0）= f(T)则E与T之间有唯一对应的单值函数关系，因此就可以用测量到的热电势E来找到对应的温度T。1 热电偶的选择WRP型 拱顶热电偶WRP型耐压热电偶是为了适应高炉拱顶温度的检测，而进行设计制造的新型热电偶。热电偶保护管选用进口Sic再结晶材料能够满足高炉测温的特殊要求。在构造上，有密封、耐振动、可以垂直安装和有快速装卸的法兰结构。2 WRP型拱顶热电偶的主要技术指标分度号：S（铂铑10-铂）测温范围：01300公称压力：0.3MPa热响应时间：T0.50时，热电势ET将比冷端温度在0时减少ET与此同时，RCU产生一附加电压来补偿ET的变化。当冷端温度t0=0时，电流I1流过RCU两端A，B间的电压降 V0AB=I1/（RCU0/（R3+2RCU0）。 （5-6）式中： RCU0-时铜电阻的阻值。 当t00时，A，B间的压降 ViAB=I1（RCU/（R3+2 RCU） （5-7）式中，RCU = RCU0（1+a0t），其中a0为0时铜电阻器的温度系数。将式（5-7）减去（5-7）可得： VAB=I1（RCU （R3+2 RCU）- RCU * RCU0/（R3+2 RCU） 令R3 RCU0时，则上式可写为VAB=I1RCU （1+a0t）（1+a0 t）/ R3 - RCU * RCU / R3 =I1RCU0/ R3（2a0t+a0t） （5-8） 在t=050时，适当选择式（5-8）中RCU0，I1，R3等的数值，可使VAB=ET，实现冷端温度补偿。另外，由该式可知，VAB不仅与t，而且还与t有关，这样，它更接近于热电势与温度间的非线性特性，使冷端温度更准确的得到补偿。 图5-7中W1为调零电位器，W2为调量程电位器，当变送器输入的热电势为Vimin时，其输出4mA DC（或1V DC），否则需要调整W1。当变送器输入热电势为Vimax时，其输出为20mA DC（或5V DC），否则需要调整W2。 非线性反馈回路 热电势与温度之间存在非线性关系，为了使温度变送器的输出信号与被测量温度之间呈线性关系，需要采取线性措施。运用非线性反馈回路的方法就能实现这一要求。 非线性反馈回路由基准电压回路和运算电路两部分组成。（1）基准电压回路基准电压回路的作用是为了运算电路提供基准电压。为便于分析，现将其原理电路示于图5-8。由图可知，基准电压回路由恒流源，稳压器及分压器等组成。图中Er1，Er，Er3，Er4分别为运算电路提供的基准电压。如果V1为稳压管DW3的稳压值，V2为稳压管DWT的稳压值，Vbc为BG5基极射极压降，则：I1R34=V1-Vbc或 I1=（V1-Vbc）/R34=C1（常数）。假如各基准电压供电的各负载电阻都很大，则可认为：I3=V2/（R32+R25）/（R31+R26）/（R30+R27）/（R29+R28）=C2 (常数) （5-10）而 I2=I1-I3=C1-C2=常数。 （5-11）由上述分析可见，电源电压V-变化时，流过稳压管DW7的电流I2基本不变，因而，使稳压管DW7的稳压值保持恒定。V2通过各分压器给出各路的基准电压er1，er2，er3，er4就不受电源电压波动的影响。（2）非线性运算回路 图5-9a所示为非线性回路，它包括运算放大器A2，稳压管DW3DW6，电阻R12R23等组成的非线性运算网络。基准电压er1er4分别接至稳压管DW3DW6 放大单元中功率放大器输出的反馈电压Vf作为运算放大器A2相同端的输入电压，显然，Vf的大小是与输入变送器的热电偶信号Vf成比例的。A2的输出电压V0，一方面经R12，R13和R14组成的分压器取电压V0送至调零调量程回路；一方面经非线性运算网络反馈至A2的反相端。如果适当地选择运算回路的结构和参数，可得到其输入Vf与输出V0之间的特性曲线，如图5-9b所示。这两条曲线与变送器配用的热电偶的特性曲线应该很接近。具有这样非特性的反馈电压反馈至（通过调零调量程回路）放大单元，可以使变送器整机输出电流（或电压）与被测温度之间成线性关系。所以，非反馈回路是变送器的线性化回路。图5-9b所示特性曲线由4端直线组成，各段折线的斜率r1互不相同，r1r2 r3r4折线的拐点a，b，c，d对应的输入和输出电压，分别为Vf1.Vf2.Vf3.Vf4和V01.V02.V02.V04。当热电偶传来的输入信号Vi为零时，变送器相应的输出为4mv DC（或1V DC）。此时，特性曲线工作于起点a，对应于Vf=Vf1. V0=V01。这是仪表设计为所有稳压管DW3DW5均不导通，从图5-9a可知，V01通过非线性运算网络反馈至运算放大器A2的反向端，要经过R5.R20及R5.R23.R21。当热电偶送来的输入信号Vi0时，随着Vi的增大，Vf从Vf1开始增大，相对应的V0。也从V01沿直线ab段（斜率r1）增大。当Vf=Vf2时，便出现个拐点，相对应V0=V02，此时仪表设计为V02VDW6-er1（VDW6为稳压管DW6的稳压值），从而使DW6处于导通，而DW3DW6均不导通。这样，V02反馈至A要经过3个支路，既R5.R20；R15.R23.R21；R15.R19.DW5.R21等法。这与前一个情况比较要多一个支路。因此，对A2的反馈量相对的减少了，使输出量增大，导致从拐点开始，A02沿着bc段（斜率r2）增大。由于r2r1，所以V02的增长速度要比V01快一些。依次类推，随着Vi的继续增大，Vf随之增大，DW3DW5将依次导通，对运算放大器A2的反馈量依次相应地减少则V0将沿cd.de段上升，从而构成a.b.c.d折线。非线性反馈回路的特性曲线与变送器配用的热电偶特性曲线基本上一致，才能起到线性化作用。所以，非线性反馈回路的结构和参数（指基准电压.稳压管.电阻器及连接方式等）。是随热电偶的类型和测量范围的而不同的，这些都由仪表设计制造时决定。2 放大单元 温度变送器的放大单元由集成运算放大器A1.功率放大器.输出回路及直流-交流-直流变换器组成。其原理线路图5-10所示：集成运算放大器的主要元件。从量程单元送来的热电偶输入信号Vi和调零信号，接至A1的同相输出端，非线性反馈回路送来的反馈信号接至A1的反相输入端，惊A1运算放大后的输出信号送给由BG1及BG2组成的功率放大器。功率放大器 功率放大器由复合管BG1. BG2及隔离变压器等组成。它接收运算器A1输出的电压信号，转换成具有一定负载能力的电流信号，并被调制成方波，经隔离变压器B2耦合至输出回路。 直流-交流-直流变换器输出的方波电压，由变压器B1副边绕组上的二极管D3和D4输出，分别经过隔离变压器B2的原边绕组下半部和上半部，提供给BG1、BG2。当D3导通、D4截止时，则输入功放管的电压信号产生的电流流过B2原边上半部绕组W。反之，当D4导通、D3截止时，则所产生的电流流过其绕组W32。这两个电流的方向相反，在变压器B2的副边绕组感应产生交变电流，其幅值与输入电压信号成正比。 BG1、BG2的发射极电流经电阻R37产生的压将，经C3滤波后，作为反馈电压Vf送至量程单元的运算放大器A2。如前所述，Vf经非线性反馈回路运算后，形成反馈电压并送至A2的反向输入端，从而构成负反馈。 输出回路 输出回路主要起整流滤波的作用，隔离变压器B副边的交流电流，经D11D14桥式整流，R49C7滤波，得到420mA DC的输出电流，此电流在R5上的压将15V DC 作为变送器的输出电压。 稳压管DW3的作用在于当电流输出回路断线时，输出电流可以通过DW3流向R20，从而保证电压输出信号不受影响。 当过高的的交流电或正向电压加到输出端时，通过二极管回路（D15、D16）将产生大电流把保险丝RD2烧断，从而保护其他元件不致损坏。 直流-交流-直流变换器 直流-交流-直流变换器的功能是把24V DC的电压变换成具有一定频率的交流方波电压，经整流提供给变送器各组成部分的电源。第五节：8086结构及功能一、 8086/8088CPU的结构 1. 8086/8088 CPU的内部结构 8086/8088 CPU的内部是由两个独立的工作部件构成,分别是总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)和执行部件EU(Execution Unit)。图中虚线右半部分是BIU，左半部分是EU。两者并行操作，提高了CPU的运行效率。 1）指令执行部件 指令执行部件EU主要由算术逻辑运算单元ALU、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等四个部件组成。其主要功能是执行命令。一般情况下指令顺序执行，EU可不断地从BIU指令队列缓冲器中取得执行的指令，连续执行指令，而省去了访问存储器取指令所需的时间。如果指令执行过程中需要访问存储器存取数据时，只需将要访问的地址送给BIU，等待操作数到来后再继续执行。遇到转移类指令时则将指令队列中的后续指令作废，等待BIU重新从存储器中取出新的指令代码进入指令队列缓冲器后，EU才能继续执行指令。这种情况下，EU和BIU的并行操作回受到一定的影响，但只要转移类指令出现的频率不是很高，两者的并行操作仍然能取得较好的效果。 EU中的算术逻辑运算部件ALU可完成16位或8位二进制数的运算运算结果一方面通过内部总线送到通用寄存器组或BIU的内部寄存器中以等待写到存储器；另一方面影响状态标志寄存器FR的状态标志位。16位暂存器用于暂时存放参加运算的操作数。 EU控制器则负责从BIU的指令队列缓冲器中取指令、分析指令（即对指令译码），然后根据译码结果向EU内部各部件发出控制命令以完成指令的功能。 2）总线接口部件BIU 总线接口部件BIU主要有地址加法器、专用寄存器组、指令队列缓冲器以及总线控制电路等四个部件组成。其主要功能是负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。BIU中地址加法器将来自于段寄存器的16位地址段首地址左移4位后与来自于IP寄存器或EU提供的16位偏移地址相加（通常将“段首地址：偏移地址”称为逻辑地址），形成一个20位的实际地址（又称为物理地址），以对1MB的存储空间进行寻址。具体讲：当CPU执行指令时，BIU根据指令的寻址方式通过地址加法器形成指令在存储器中的物理地址，然后访问该物理地址所对应的存储单元，从中取出指令代码送到指令队列缓冲器中等待执行。指令队列一共6个字节（8088的指令队列为4个字节），一旦指令队列中空出2个（8086中）或一个（8088中）字节，BIU将自动进入读指令操作以填满指令队列；遇到转移类指令时，BIU将指令队列中的已有指令作废，重新从新的目标地址中取指令送到指令队列中；当EU需要读写数据时，BIU将根据EU送来的操作数地址形成操作数的物理地址，从中读取操作数或者将指令的执行结果传送到该物理地址所指定的内存单元或外设端口中。 BIU的总线控制电路将CPU的内部总线与外部总线相连，是CPU与外部交换数据的通路。对于8086而言，BIU的总线控制电路包括16条数据总线、20条地址总线和若干条控制总线；而8088的总线控制电路与外部交换数据的总线宽度是8位，总线控制电路与通用寄存器组之间的数据总线宽度也是8位，而EU内部总线仍是16位，这也是将8088称为准16位的微处理器的原因。 3）8086/8088 CPU寄存器： 16 bits 高8位 低8位 AX： AH AL 累加器BX： BH BL 基址寄存器通用寄存器CX： CH CL 计数器DX： DH DL SP堆栈指针指针寄存器BP基数指针 SI源变址变址寄存器DI目的变址 IP指令指针控制寄存器FLAGS 状态标志CS代码段地址 DS数据段地址 段寄存器SS堆栈段地址 ES附加段地址 AX(Accumulator):算术运算的主要寄存器。另外，所有的I/O指令都使用这一寄存器与外部设备传送信息。BX（Base）：在计算存储器地址时，经常用作基址寄存器。CX（Count）： 在循环和串处理指令中用作隐含的计数器。DX（Data）：在作双字长运算时，把DX和AX组合在一起存放一个双字数，DX用来存放高位字。此外，对某些I/O 操作，DX可用来存放I/O的端口地址。SP（Stack Pointer堆栈指针寄存器）和BP（Base Pointer基址指针寄存器）都可以与SS寄存器联用来确定堆栈中某一存储单元的地址。SP用来指示栈顶的偏移量，BP的内容则是堆栈中任一单元的偏移量。SI（Source Index源变址寄存器）和DI（Destination Index目的变址寄存器）与DS联用，用来确定数据段中某一存储单元的偏移地址。在串处理指令中SI和DI作为隐含的源变址和目的变址寄存器，此时SI和DS联用，DI和ES联用，分别达到在数据段和附加段中寻址的目的。IP（Instruction Pointer指令指针寄存器）：用来存放代码段中指令的偏移地址。在程序运行的过程中，它始终指向下一条指令的首地址，它与CS联用，确定下一条要执行的指令的物理地址。FLAG（或PSWProgram Sfatus Word）为程序状态字寄存器，由条件码标志和控制标志（DF、IF、TF）构成。OFDFIFTFSFZFAFPFCF其中 CF（Carry Flag）为进位标志，记录运算时从最高有效位产生的进位值（置1）。PF（Parity Flag）为奇偶标志，当结果操作数中1的个数为偶数时置1，否则置0。AF（Auxiliary Carry Flag）为辅助进位标志，记录运算时第3位（半个字节）产生的进位值（置1）。ZF（Zero Flag）为零标志，运算结果为0时置1。SF（Sign Flag）为符号标志，记录运算结果的符号，结果为负时置1。TF（Trap Flag）为陷阱标志，用于单步方式操作，当TF位为1 时，每条指令执行后产生陷阱，由系统控制计算机。IF（Interrupt Flag）为中断标志，当IF为1时，允许中断。DF（Direction Flag）为方向标志，在串处理指令中控制处理信息的方向。DF为1时，每次操作后使SI和DI减量(这样就使串处理从高地址向低地址方向处理)；当DF为0时，使SI和DI增量。OF(Overflow Flag)为溢出标志。在运算过程中，如操作数超出了机器能表示的范围，此时OF置1。段寄存器是专门存放存储器段（当前段）起始地址的（高16位）。代码段CS（Code Segment）存放当前运行的程序。数据段DS（Data Segment）存放当前运行程序所用的数据，如果程序中使用了串处理指令，则其源操作数也存放在数据段中。堆栈段SS（Stack Segment）定义了堆栈的所在区域。附加段ES（Extra Segment）是附加的数据段，它是一个辅助的数据区，也是串处理指令的目的操作数据存放区。CPU在取指令时访问CS段，堆栈操作时访问SS段，读写数据时访问DS或ES段。二.8086引脚信号及功能： 8086是16位微处理机，它的内部结构及对外的数据线均是16位的，但可以只使用其中的8位。它的地址线是20位的。8086共有40个外部引脚，其排列如图所示。构成系统时8086有最小和最大两种模式（或称组态），在不同模式下有些引脚有不同的名称和意义，在最小模式下的名称如图括号中所示。8086微处理器通过以下几类引脚来输出或接收各种信号：地址引脚、数据引脚、控制和状态引脚、电源和定时引脚。下面分类介绍各引脚的功能。1