化工自动化及仪表：4显示仪表

1、4 显示仪表显示仪表 本章内容：本章内容： 4.1 模拟式显示仪表模拟式显示仪表 4.2 数字式显示仪表数字式显示仪表 4.3 新型显示仪表新型显示仪表 4.1 电子电位差计电子电位差计配热电偶配热电偶 功能功能：与温度、流量、压力、差压、成分等变送器：与温度、流量、压力、差压、成分等变送器 配接，可以测量和显示能转换成毫伏及直流电压信配接，可以测量和显示能转换成毫伏及直流电压信 号的工艺变量。号的工艺变量。 原理：电压补偿原理原理：电压补偿原理 型号：用型号：用XW系列来命名，系列来命名，X表示显示仪表，表示显示仪表，W表示表示 直流电位差计。直流电位差计。XW- 类型类型：小型长图显示、大

2、型长图显示、圆图显示等。：小型长图显示、大型长图显示、圆图显示等。 4.1 模拟式显示仪表模拟式显示仪表 电压补偿原理电压补偿原理 - + R4 R3 R2 RG RP G D A C B - + UX I1 I2 测量桥路测量桥路(不平衡电桥不平衡电桥)原理图原理图 用已知电压来补偿未知电压，使测量线路的电流用已知电压来补偿未知电压，使测量线路的电流 等于零。用这种方法测量电压比较精确，因为没有电等于零。用这种方法测量电压比较精确，因为没有电 流通过测量线路，也就不存在线路电阻影响问题。流通过测量线路，也就不存在线路电阻影响问题。 （被测电压）（被测电压） （滑动电阻）（滑动电阻） (稳压电

3、源稳压电源) G为检流计，为检流计， 移动触点移动触点C， 使检流计为使检流计为 零，此时，零，此时， 已知电压已知电压 UCD=Ux（电（电 压补偿原理）压补偿原理） E 用电子放大器代替检流计，由用电子放大器代替检流计，由 放大器驱动可逆电机，并通过放大器驱动可逆电机，并通过 机械传动机构带动滑动触点机械传动机构带动滑动触点C， 同时带动指针和记录笔，则测同时带动指针和记录笔，则测 量过程自动完成。当量过程自动完成。当Ux增加时，增加时， 触点触点C向右移动；当向右移动；当Ux减小时，减小时， 触点触点C向左移动。向左移动。 RG为起始电阻，对应测量电压下限值；为起始电阻，对应测量电压下限

4、值；R3和和R4为限为限 流电阻，分别保证上支路电流为流电阻，分别保证上支路电流为4mA、下支路电流、下支路电流 为为2mA;R2是定值（配热电偶时，起到参比端补偿是定值（配热电偶时，起到参比端补偿 作用）。作用）。 4.1.2 电子自动平衡电桥电子自动平衡电桥配热电阻配热电阻 功能：对能转换成电阻值的各种变量进行测量、功能：对能转换成电阻值的各种变量进行测量、 显示、记录。显示、记录。 原理原理：电桥平衡原理：电桥平衡原理 型号：根据输出电压可分为：型号：根据输出电压可分为： XD系列系列交流平衡电桥交流平衡电桥 XQ系列系列直流平衡电桥直流平衡电桥 电桥平衡原理电桥平衡原理 RP r2 终

5、 始 r1 - Rt R2 R3 R4 G A B E + 平衡桥路原理图平衡桥路原理图 在量程起点：在量程起点： 3024 () tP R RRR R 温度升高后：温度升高后： 301241 ()() ttP R RRRrR Rr 两式相减整理得：两式相减整理得： 3 1 23 t R rR RR r r1 1与与RRt t成正比关系，即滑动触点成正比关系，即滑动触点B B的位置反映了电阻的位置反映了电阻 的变化，也即反映了温度（工程变量）的变化。的变化，也即反映了温度（工程变量）的变化。 特点：特点： 1 1、数显仪表用、数显仪表用数码管数码管显示测量值或偏差值，清晰显示测量值或偏差值，清

6、晰 直观，读数方便，不会产生视差。直观，读数方便，不会产生视差。 2 2、数显仪表采用中、大规模集成电路，线路简单，、数显仪表采用中、大规模集成电路，线路简单， 可靠性好，耐振性强。可靠性好，耐振性强。 3 3、数显仪表品种繁多，配接灵活，可输入多种类、数显仪表品种繁多，配接灵活，可输入多种类 型测量信号，输出统一标准的电流信号（型测量信号，输出统一标准的电流信号（4 4-20mA-20mA直流直流 电流）和报警信号。电流）和报警信号。 4 4、数显仪表具有非线性校正及开方运算电路，配、数显仪表具有非线性校正及开方运算电路，配 接热电偶测温时具有冷端温度补偿功能，配接热电阻接热电偶测温时具有冷

7、端温度补偿功能，配接热电阻 时考虑了外线电阻的补偿，配接差压变送器测流量时时考虑了外线电阻的补偿，配接差压变送器测流量时 可直接显示流量值。可直接显示流量值。 4.2 数字式显示仪表数字式显示仪表 目前广泛使用的的显示仪表是涉及微处理技目前广泛使用的的显示仪表是涉及微处理技 术、显示技术、记录技术、数据存储技术和控制术、显示技术、记录技术、数据存储技术和控制 技术的新型显示仪表，把信号检测处理、显示、技术的新型显示仪表，把信号检测处理、显示、 记录、数据储存、通讯、控制、复杂数学运算等记录、数据储存、通讯、控制、复杂数学运算等 多个或全部功能集合于一体的新型仪表。它使用多个或全部功能集合于一体的新型仪表。它使用 方便，观察直观，功能丰富，可靠性高方便，观察直观，功能丰富，可靠性高 4.3 新型显示仪表新型显示仪表 4.3.1 无纸记录仪无纸记录仪 特点：特点：以以CPU为核心，控制数据的采集、显示、为核心，控制数据的采集、显示、 打印、存储、报警等，采用液晶显示装置，不含打印、存储、报警等，采用液晶显示装置，不含 有传统记录仪的机械传动、纸张和笔。精度高，有传统记录仪的机械传动、纸张和笔。精度高， 价格并不高。价格并不高。 4.3.2 虚拟显示仪表虚拟显示仪表 特点：特点：利用计算机来完成显示仪表所有的工作。利用计算机来完成显示仪表所有的