装置-第二章-变送器和转换器.ppt

1.控制仪器和装置，第二章变送器和转换器，2。第二章变送器和转换器，第一节变送器的组成，第二节差压变送器，第三节温度变送器，第四节节电/气体转换器，变送器和转换器，3。1.范围调整、零点调整和零点漂移2的基本定义。发射机的组成。本节重点介绍第一节变送器的组成，4。第一节变送器的组成。一、变送器的组成原理、组成原理及输入输出特性；5.二。范围调整、零点调整和零点迁移。范围调整相当于改变变送器输入/输出特性的斜率，即改变变送器输出信号Y和输入信号X之间的比例系数。范围调整(即满量程调整)的目的是：以使变送器输出信号上限值ymax对应于测量范围上限值xmax。方法：改变反馈部分的反馈系数，改变测量部分的转换系数；6、调零使变送器的测量起点为零；零偏移是将测量起点从零转移到某个值。当测量起点从零变为正值时，称为正迁移。从零到负值的变化称为负迁移。调零和调零是为了使发射机输出信号的下限值ymin与测量范围的下限值xmin相对应。当xmin=0时，称为调零；当xmin0时，称为调零。7，1。力平衡差压变送器熟悉其结构，掌握其工作原理，了解电路图2。电容式差压变送器了解其结构，掌握其工作原理。本节重点介绍第二节差压变送器，8。第二段差压变送器用于将差压、流量、液位等测量参数转换成统一的标准信号，实现这些参数的显示、记录或自动控制。一、力平衡差压变送器(一)概述、测量部件、杆系统、位移检测放大器、电磁反馈机构系统、F1、Ff、I0、变送器框图、9、1。工作原理，(二)工作原理和结构，10，(二)工作原理和结构，1。工作原理，11。功能：将测得的压差P转换为作用在主杆下端的输入力fi，A1=a2=a，fi=a(P1-p2)=api，fi=a1p1-a2p2，归因于：2。结构(1)测量部分，12，(2)杠杆系统，功能：力传递和力矩比较。组成：主杠杆1、矢量机构2、平行杆4，以及调零机构、调零机构、静压调节和过载保护、配重。13，主杠杆将输入力F1转换成作用在矢量机构上的力F1，14，矢量机构将输入力F1转换成作用在辅助杠杆上的力F2，并改变tan以改变压差变送器的量程：4-15，量程比tan15/tan4=3.83，15，辅助杠杆进行转矩比较，16，几个结论，(1)在满足深度负反馈的条件下，输出(2)可以通过改变调零弹簧的力Fo来调节变送器的零点。(3)可以通过改变tan和Kf来调节变送器的测量范围。(4)零点和全度应反复调整。17、4调零和零点移动机构，零点由调零弹簧调节；零偏移由偏移弹簧调整。零偏移原则：零偏移后测得的压差上限不能超过本表规定的上限，偏移后的最小范围不得小于本表的最小范围。从传递力到主杠杆支点的距离设定为，即，18，19，平衡带支架，5，静压调节和过载保护装置，20，5，静压调节和过载保护装置。其作用是克服变送器的静压误差，并在过载时起到保护作用。静压误差：属于系统误差。静压误差原因：1。被测量的有效区域，22，1-3短路，2-4短路：W=W1=725匝，1-2短路：W=W1 W2=2175匝，可实现：1的量程调整，W1=725匝W2=1450匝，Kf=B0DW，23，(3)电磁反馈装置，功能：将变送器的输出电流I0转换为作用于二次杠杆的电磁反馈力ff，ff= b0dw0，If=B0DW它由差动变压器、低频振荡器、整流滤波电路和功率放大器组成。差动变压器，B，(1)结构，27，1。差动变压器，b，(2)工作原理，(a)位移s=/2uCD=0(b)位移s/2uCD，uAB反转，28，讨论：当s=/2 e 2=e 2 uCD=e 2-e 2=0差动变压器无输出，(2)当se 2 UCD=e 2-e 20时，UCD与UAB同相；(3)当s/2时，由于差动变压器，上磁路磁阻增加，互感减小， e 2e 2 UCD=e 2-e 20，UCD与UAB同相。29，2。D2 D1的低频放大器可以提供偏置电压，使晶体管BG1正常工作。D1和D2两个二极管相当于一个稳压管。振荡器电路，(1)振荡器，由振荡器、整流滤波电路、功率放大器组成。当相位条件为S/2时，uCD和uAB同相，电路形成正反馈。幅度条件：KF=1，这个条件可以通过选择适当的电路参数来满足。1，F0=，labc4，2，振荡频率：1，F0=，labc4，2，31，振荡器的放大和反馈特性，即SFP点向上移动uAB，f在操作中随s变化。s越大，f越小；(磁阻越大)S越小，F越大(磁阻越小)。交点P是稳定工作点，对应于点P的电压uAB是振荡器的输出电压。振荡器的输出电压uAB由二极管D4整流，并由电阻器R8-9和电容器C5滤波，以获得平滑的DC电压信号UR4，然后将其发送到功率放大器级。功率放大器，稳定的工作点增加输入阻抗，为VT2和VT3的集电极和发射极之间的穿透电流提供旁路，改善温度特性和电路稳定性。第一个目的是增加电流放大系数。第二种是电平配置，它使VT2的基本电平与前一级输出信号的电平相匹配。34，其他组件功能，R1，C1:相位校正功能，它导致相移到高次谐波，破坏其振荡条件，并防止高次谐波产生寄生振荡。R10:改变放大器灵敏度。在高量程时，通过端子7和8连接，以降低灵敏度。R7:稳定的振荡管输入电压。C6 C3:减少交流分量的高频旁路电容器。D9:防止电源反向连接。35，3。安全火花防爆措施，安全火花防爆原则：在电子电路设计中。(2)、安装和使用(不要让火花进入现场)隔离。储能元件(L、C)应尽可能减少，现有储能元件在故障情况下释放的能量(电流、电压)应限制在安全额定值以下。根据位移检测放大器的原理电路图，有如下四种防爆考虑：差动变压器的初级线圈兼作振荡器的谐振电感，减少了储能元件的数量：二极管VD5至VD8并联在反馈移动线圈W1和W2的两端，在断电时提供能量释放路径；二极管VD10VD12用于限制C5两端的电压，二极管VD3用于限制C2两端的电压。R8和R9是C5放电能量限流电阻，可在VD4故障时限制C5放电电流。38，(1)概述，检测部分，转换部分，2)电容式差压变送器和电容式差压变送器的框图，39，(2)测量部分，功能，测量部分结构，Ci2，40，结论：(1)相对变化值与被测差压呈线性关系。(2)它与介电常数无关，可以大大降低温度对变送器的影响。(3)相关。越小，感觉越高(3)转换放大电路，功能：将差分电容的相对变化值转换成标准电流输出信号。此外，还应实现调零、正负偏移、量程调整、阻尼调整等功能。电路结构：包括电容-电流转换电路和放大电路42，转换放大部分43，1的电路原理框图。电容-电流转换电路、包括VT1、T1等的振荡器向Ci1和Ci2提供高频功率，并将差分电容的相对变化值成比例地转换成差分电流信号(电流变化值)。是变压器反馈振荡电路，其振荡频率由变压器次级绕组的检测电容和电感决定。振荡器的输出幅度由控制放大器IC1的输出电压决定。44岁。解调和振荡控制电路：包括解调器和振荡控制电路。Ii=I2-I1=(I2 I1)。解调(即相敏整流)输出两组电流信号：差分信号和共模信号，因此后者保持不变。CI2-CI1，CI2 CI1，=K3，CI2-CI1，CI2 CI1，45，线性调节电路：包括VD9，VD10，R22，R23，RP1等。检测元件中分布电容的存在降低了差分电容的相对变化值，导致非线性误差。因此，设计了线性调节电路。该电路通过增加振荡器输出电压的幅度来增加解调器输出电流，从而补偿由分布电容引起的非线性误差。补偿电压取决于RP1的电阻。放大器和输出限制电路放大电流信号Ii并输出4-20mA DC电流。47岁。放大器电路：包括IC3、VT3、VT4等。IC3充当前置放大器，而VT3、VT4形成一个复合管道，将IC3的输出电压转换为变送器的输出电流。电阻器R31、R33、R34和电位计Rp3形成反馈网络，通过该网络输出电流Io被分流以获得反馈电流If，该反馈电流If被发送到放大器的输入端。这种深度负反馈确保了Ii和Io之间的线性关系。电位计Rp2用于调节输出零点。s为正、负转换调节开关，可实现变送器的正、负转换。电位计Rp3用于调节变送器的测量范围。对于电路的分析，可以推导出以下输入和输出关系：48，零点和范围调整电路，io=k3k4，ci2-ci1，ci2ci1，k4k5 (UA-auvz1)，其中：k4=，ri，RF，K5=，1，Ri，和a是分压系数。49岁。输出限制电路：包括VT2、R18等。当输出电流超过允许值时，R18两端的电压降变大，降低了VT2的集电极电位，从而使管处于饱和状态，并限制流过VT2(即，VT4)的电流(Io不超过30mA)。R38、R39、C22和RP4的作用是构成一个阻尼电路来抑制变送器的输出波动，RP4用来调节阻尼时间。VZ2起到稳压的作用，也可以防止电源反接时损坏设备。VD12为输出电流提供一条路径，同时指示仪表未连接，并且还充当反向保护。第3节温度变送器，1。变送器分类：双线和四线2。变送器类型：DC毫伏变送器、热电偶温度变送器、热电阻温度变送器3。四线温度变送器的特性(2) 4。变送器接线结构：量程单元和放大器单元5。阅读直流毫伏变送器量程单元电路图、热电偶温度变送器量程单元电路图、热电阻温度变送器量程单元电路图，本节重点介绍第51节和第三节温度变送器，其中定义了：将热电偶或热电阻的温度信号转换成统一的标准信号(420mA直流电流或15V直流电压),以实现温度显示、记录或自动控制。分类：变送器分为两线制和四线制，主要讨论四线制变送器。有三种类型的变送器：DC毫伏变送器、热电偶温度变送器和热电阻温度变送器。52，1，4线温度变送器，1。4线制的特点(1)概述，53，输入环路，电压放大器，反馈环路，DC-交流转换器，功率放大器，整流滤波器，隔离输出，Uz，Uf，Ui，ET，UO，IO，范围单元，放大器单元，温度变送器结构框图，2。结构电路结构分为量程单元和放大单元，放大单元是通用的，量程单元随品种和测量范围而变化。54，图2-44 DC毫伏发射机电路图，55，(2)由IC1组成的放大器单元的工作原理，要求低漂移和高增益运算放大器。温度漂移系数：随温度变化的UOS值，即当温度变化t时，失调电压变化量为：UOS变化给仪器带来的附加误差表示为温度漂移系数与仪器附加误差的关系：1。电压放大电路用于放大量程单元输出的毫伏信号，输出DC电流io和DC电压Uo信号。56岁。当温度变送器的最小量程为3mV，温升T为30oC，附加误差要求小于或等于0.3%时，失调电压的温度漂移系数可以通过计算得到。功率放大电路，由VT1、VT2、T0等组成。应该被采纳。其功能是将IC1输出的电压信号转换成电流信号，然后通过隔离变压器实现隔离输出。VT1和VT2用作功率放大器，由交流方波电压供电。在方波的前半周和后半周，二极管依次导通，电流通过T0的两个绕组产生交变磁通，在T0的次级侧产生交变电流iL。隔离输出电路由整流二极管VD13-16和保护二极管VD17-18组成。功能：将功率放大器输出的交流信号转换成DC信号，实现隔离输出，避免输出与输入之间的直接电连接。7-8个端子连接到输出负载，5-6个端子是电流输出(4-20mA)和电压输出(1-5V)。59，4。DC-交流-DC转换器，60，4。DC-交流-DC转换器由整流二极管VD3-8和变压器T1组成。其功能是为仪器提供隔离电源。首先将24V DC电压转换成一定频率的交流方波电压，然后整流、滤波、稳压，提供DC电压。电路的核心是一个DC-交流转换器，本质上是一个磁耦合多谐振荡器。振荡频率，感应电势可以得到：ES=，4CBMs，T，所以振荡频率为：f=，4CBMs，ES，(T为周期，s为磁芯的截面积，Bm为磁感应强度)，61，(3)DC毫伏变送器的量程单位，由输入回路(左半部分)和反馈回路(右半部分)组成，如下图所示与IC1连接。输入电阻、输入电阻、齐纳二极管、Ui输入电压、调零和调零电路、滤波电容、输入信号开路报警电路、量程调节电位器、62、输入回路：