仪表的实际灵敏度PPT课件

.,1,第12-14章检测仪表的设计,.,2,1模拟式仪表的设计2数字式仪表的设计3微机化检测仪表的设计,.,3,12.1“表头”的原理与刻度,12.1.1“表头”的原理一、“表头”的结构动圈式磁电系测量机构（最常见）组成结构如图12-1-1所示：永久磁铁弹性支承动圈及指针,图1211动圈式磁电系测量机构,.,4,图1211动圈式磁电系测量机构,当动圈中流过电流i时，动圈的两个有效边L就要受到大小相等方向相反的两个电磁力F1和F2的作用，电磁力的大小与动圈中流过电流i成正比,.,5,12.1.1“表头”的原理二、动圈所受力矩：1、电磁力矩，是穿过动圈的磁链。2、弹性力矩，k是弹性支承的弹性系数；是动圈的转角。3、阻尼力矩，D是阻尼系数,.,6,12.1.1“表头”的原理三、动圈的运动方程：1、动态方程：驱使动圈转动，而、则阻止动圈转动，因此根据转动定律有：式中J动圈和与其固定连接的动圈框架及笔尖或指针构成的惯性体的转动惯量。该惯性体的转动角加速度。,.,7,12.1.1“表头”的原理三、动圈的运动方程：1、动态方程：将、代入上式得动圈的动态方程：,.,8,12.1.1“表头”的原理三、动圈的运动方程：2、静态方程：若信号电流为直流I，在达到稳定之后，上式左边前两项均为零，于是有：这就是动圈的静态方程。式中S0称为动圈式磁电系测量机构的静态灵敏度，式中Ig为指针满偏时动圈电流值。“表头”的灵敏度S0与动圈的满偏电流Ig的倒数成正比。,.,9,12.1.1“表头”的原理四、直流电流表和直流电压表图12-1-21、直流电流表由动圈（内阻为r）并联分流电阻R构成，电流表量程Im为直流电流与指针偏角成线性正比关系：,.,10,12.1.1“表头”的原理四、直流电流表和直流电压表图12-1-22、直流电压表由动圈串联分压电阻R构成，电压表的量程Um为直流电压与指针偏角成线性正比关系：,.,11,12.1.2“表头”的刻度刻度（标定）：给仪表输入标准的被测量x，在表头指针的偏转处刻上被测量的数字x。一、线性刻度适用于线性检测仪表,.,12,12.1.2“表头”的刻度一、线性刻度适用于线性检测仪表1、刻度方程：,.,13,12.1.2“表头”的刻度一、线性刻度适用于线性检测仪表2、量程上限值为,.,14,12.1.2“表头”的刻度一、线性刻度适用于线性检测仪表3、仪表的标定：两点标定(单极性X)：（0，0），（）三点标定(双极性X)：（0，0），（），（）,.,15,12.1.2“表头”的刻度二、非线性刻度适用于非线性检测仪表1、非线性的产生：由于传感器存在非线性，而测量电路中又没有加入非线性校正电路，使测量电路输出电压Ux与被测量x呈非线性函数关系：,.,16,12.1.2“表头”的刻度二、非线性刻度适用于非线性检测仪表2、刻度方程非线性刻度：,.,17,12.1.2“表头”的刻度二、非线性刻度适用于非线性检测仪表3、仪表标定:1)多点标定。，标定点n越多，刻度越精密。2)直线拟合。若f(x)的非线性不太严重，可按最佳的拟合直线刻度。,.,18,12.2调零、调满度与量程切换,12.2.1零点和灵敏度漂移产生的误差：检测仪表标定时的输入输出关系式中，S仪表的标称灵敏度温度变化、电源波动等原因使检测仪表实际的输入输出关系变为式中，仪表的零位（x=0）输出或零点漂移；S仪表的实际灵敏度。S=S+S式中，S仪表的灵敏度漂移。,.,19,12.2.1零点漂移和灵敏度漂移产生的误差：在这种情况下，被测量在仪表度盘上的读数X与被测量的实际值x就有差距,.,20,12.2.2常见的调零电路一、传感器调零电路例1差动自感传感器零位电压补偿电路图12-2-1,图1221差动自感传感器零位电压补偿电路,.,21,12.2.2常见的调零电路二、电桥调零电路图10-2-2,图1022电桥式电阻温度计的原理图,.,22,12.2.2常见的调零电路三、放大器输入偏移调零电路式中，为前级测量电路的零位输出。图12-2-2(a)中，须调整Ub，使Ub=Ua图12-2-2(b)中，须调整Ub和R2，使Ua/R1=-Ub/R2图12-2-2(c)中，须调整Ub使Ub=Ua。,.,23,图1222放大器输入偏移法调零电路,.,24,12.2.3常见的调满度电路检测仪表的总灵敏度（12-1-15）一、调电源供电电压（或供电电流）二、调放大器的增益三、调表头量程电阻,.,25,12.2调零、调满度与量程切换,图1223铂电阻测温电路调零和调满度,.,26,12.2.3常见的调满度电路例题12-2-1解：通常选R1=R2=R0,先调零：调RP1使R3+RP1=R0，即t=0时，U0=0。再调满度：调RP2,使t=100时，U0=100mV,即电源电压为,.,27,12.2.4常见的量程切换电路为提高模拟仪表的读数精度，通常应使表头指针偏转在1/2满度接近满度的区域，即当表头指针超出满度时，就要切换到大一档的量程；当表头指针较小时，就要切换到小一档的量程。量程切换实质上就是以换挡方式改变仪表的灵敏度。,.,28,12.2.4常见的量程切换电路例题12-2-2图12-2-4解：电路输出电压为电子欧姆表量程为,图1224电子电阻表电路,.,29,13条图显示式仪表的“表头”电路,图13-1-7LM3914条图（点/条）显示驱动器,.,30,例13.1-1图酒精测试仪电路,.,31,14.1主机和人机接口,14.1.1基于单片机的主机电路一、微机化检测系统采用的微型计算机类型：1、PC机2、单片机中型检测系统和便携式测控仪器大多采用单片机