第三编仪表系统分析

1、第三编仪表系统分析第11章变送单元概况概况：变送器是自动控制系统中的首要环节和重要组成部分，其：变送器是自动控制系统中的首要环节和重要组成部分，其：、闭环按工作方式：开环；按被测参数分类：。液温度、主要功能：器和湿度变和湿度流量变量变送器、液位器、温度变、温度压力变送器、差压变送的调调整控制所系统统显示或进行下一标准信号，以供位等转等转换成相应的压力、流量、将各种各种过程参数如 11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：一、常用结构分析：一、常用结构分析：1、结构图：、结构图：. .开环模式：开环模式：其放大环节一般集成了调整环节，实现调零。其放大环节一般集成了调整环节，实现调零。这种

2、变送器的工作原理简单，没有反馈机构及传递装置，这种变送器的工作原理简单，没有反馈机构及传递装置，将传感器测量出的参数变化直接引入放大电路，然后再转换成将传感器测量出的参数变化直接引入放大电路，然后再转换成所需的标准电流输出。所需的标准电流输出。它适用于小型化的新型变送器，可以克服力平衡式变送器它适用于小型化的新型变送器，可以克服力平衡式变送器的固有缺点，其精度、稳定性、可靠性等都有所提高。典型的的固有缺点，其精度、稳定性、可靠性等都有所提高。典型的应用如微小位移型压力变送器、微电子型变送器等。应用如微小位移型压力变送器、微电子型变送器等。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：一、常

3、用结构分析：一、常用结构分析：1、结构图：、结构图：. .闭环模式：闭环模式：具有深度负反馈环节。具有深度负反馈环节。说明11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：一、常用结构分析：一、常用结构分析：2、闭环模式分析：、闭环模式分析：yKuKyuuuKyufffm输出输入变送器0)(011-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：一、常用结构分析：一、常用结构分析：2、闭环模式分析：、闭环模式分析：1fKK深度负反馈：yKuuKuuufmfm)(00fmuuu0011-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：一、常用结构分析：一、常用结构分析：2、闭环模式分析：、闭环模式分析：

4、fmuuu00变送器达到平衡状态。变送器达到平衡状态。 如保持此平衡的是力矩，则是力矩平衡式；如保持此平衡的是力矩，则是力矩平衡式；如保持此平衡的是电量，则是电平衡式。如保持此平衡的是电量，则是电平衡式。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：一、常用结构分析：一、常用结构分析：2、闭环模式分析：、闭环模式分析：. .由可知，由可知， 在放大环节的静态放大倍数在放大环节的静态放大倍数K足足够大时，变送输出够大时，变送输出y与输入与输入x间的关系主要取决于测量环节和反间的关系主要取决于测量环节和反馈环节的特性，而与放大环节的特性无关。馈环节的特性，而与放大环节的特性无关。. .若测量环

5、节的静态放大倍数、反馈环节的静态放大倍数都若测量环节的静态放大倍数、反馈环节的静态放大倍数都是常数，则变送器的输入输出特性可保持线性关系。是常数，则变送器的输入输出特性可保持线性关系。. .如果测量环节的静态放大倍数不是常数，且具有非线性特如果测量环节的静态放大倍数不是常数，且具有非线性特性，则可通过选择合适的非线性特性的反馈环节，使其非线性性，则可通过选择合适的非线性特性的反馈环节，使其非线性特性能够补偿因测量环节所带来的非线性因素，从而使变送器特性能够补偿因测量环节所带来的非线性因素，从而使变送器的整体特性线性化。的整体特性线性化。讨论：讨论：fmuuu0011-1、常用变送器工作原理、常

6、用变送器工作原理：二、力矩平衡式原理：二、力矩平衡式原理：1、杠杆系统工作原理图：、杠杆系统工作原理图：采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或复合杠杆来完成式所述的平衡的。复合杠杆来完成式所述的平衡的。fmuuu00 Fi表示变送器输入表示变送器输入ui经转换环节经转换环节变换后的等效力；变换后的等效力；F0表示调零和零点迁移作用的等表示调零和零点迁移作用的等效力；效力；Ff表示深度负反馈所形成的作用表示深度负反馈所形成的作用力。力。杠杆的微小位移杠杆的微小位移则由位移测量则由位移测量环节采用一定的方式进行测量，环节采用一定的方式进

7、行测量，并将测量结果放大后形成输出信并将测量结果放大后形成输出信号号 y和反馈信号和反馈信号uf11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：二、力矩平衡式原理：二、力矩平衡式原理：2、工作原理：、工作原理：采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或复合杠杆来完成式所述的平衡的。复合杠杆来完成式所述的平衡的。fmuuu00各作用力各作用力Fi 、F0 、Ff作用在杠作用在杠杆系统上，若杠杆系统静态放大杆系统上，若杠杆系统静态放大倍数倍数K足够大，达到相对平衡状足够大，达到相对平衡状态，于是将平衡信号等效成作用态，于是将平衡信号等效成

8、作用在杠杆上的力矩，则有：在杠杆上的力矩，则有：11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：二、力矩平衡式原理：二、力矩平衡式原理：2、工作原理：、工作原理：采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或复合杠杆来完成式所述的平衡的。复合杠杆来完成式所述的平衡的。fmuuu00基于力矩平衡式变送器工作原理基于力矩平衡式变送器工作原理的核心：的核心：在于如何将各种信号转换成等效在于如何将各种信号转换成等效的力矩，并测量出这些力矩达到的力矩，并测量出这些力矩达到相对平衡时所产生的微小位移，相对平衡时所产生的微小位移，以备变送器进行放大和后

9、处理。以备变送器进行放大和后处理。这种测量原理主要应用于差压变这种测量原理主要应用于差压变送器中。送器中。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：二、力矩平衡式原理：二、力矩平衡式原理：2、工作原理：、工作原理：采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或采用力矩平衡方式工作的变送器，通常是借助矢量机构或复合杠杆来完成式所述的平衡的。复合杠杆来完成式所述的平衡的。fmuuu00基于力矩平衡式变送器工作原理基于力矩平衡式变送器工作原理的核心：的核心：在于如何将各种信号转换成等效在于如何将各种信号转换成等效的力矩，并测量出这些力矩达到的力矩，并测量出这些力矩达到相对平衡时所产生的微

10、小位移，相对平衡时所产生的微小位移，以备变送器进行放大和后处理。以备变送器进行放大和后处理。这种测量原理主要应用于差压变这种测量原理主要应用于差压变送器中。送器中。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：三、电平衡式桥式电路原理：三、电平衡式桥式电路原理：1、电桥原理：、电桥原理：当电桥达到平衡时，当电桥达到平衡时，其输出为零即：其输出为零即：由于桥式电路自身带有电源由于桥式电路自身带有电源E，当其工作在平衡状态附近，当其工作在平衡状态附近，且外部负载电阻相对较大时，电桥对外部的输出电流很小且外部负载电阻相对较大时，电桥对外部的输出电流很小可忽略不计，因而此时可认为提供的是纯电动势可

11、忽略不计，因而此时可认为提供的是纯电动势 。这是桥式电路能够应用到多数仪器仪表中的主要原因。这是桥式电路能够应用到多数仪器仪表中的主要原因。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：三、电平衡式桥式电路原理：三、电平衡式桥式电路原理：2、平衡式电桥原理：、平衡式电桥原理：. .原理图：原理图： 将输入电动势信号与桥式电路将输入电动势信号与桥式电路的输出电动势进行叠加，得到如的输出电动势进行叠加，得到如图所示的基于桥式电路的变送器图所示的基于桥式电路的变送器工作原理图。工作原理图。属于反馈模式，主要应用在以属于反馈模式，主要应用在以热电偶为测温元件的温度变送热电偶为测温元件的温度变送器器

12、中。中。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：三、电平衡式桥式电路原理：三、电平衡式桥式电路原理：2、平衡式电桥原理：、平衡式电桥原理：. .原理图：原理图：vbaWvWvvfffi节引入调零电动势即为调整速环间的电势差，、系统调零作用，保证运放总反馈电势：输入电动势011-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：三、电平衡式桥式电路原理：三、电平衡式桥式电路原理：2、平衡式电桥原理：、平衡式电桥原理：. .原理：原理：fiabivvvvv0通过平衡式电桥的作用，保证变送器电平衡原理的实现通过平衡式电桥的作用，保证变送器电平衡原理的实现11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工

13、作原理：三、电平衡式桥式电路原理：三、电平衡式桥式电路原理：3、非平衡式电桥原理：、非平衡式电桥原理：. .原理图：原理图：将输入传感器作为电桥的一将输入传感器作为电桥的一个桥臂，即将输入电动势个桥臂，即将输入电动势vi的变的变化直接引入电桥桥臂；化直接引入电桥桥臂；属于反馈模式，主要应用在以属于反馈模式，主要应用在以热电热电阻阻为测温元件的温度变送为测温元件的温度变送器器中。中。调零电位器调零电位器W0从电桥从电桥a点移到点移到b 点。点。ab间电势差不只是间电势差不只是调整环节引入的电动势调整环节引入的电动势v0，而是调整环节电动势，而是调整环节电动势v0和输入环和输入环节电动势节电动势v

14、i之和之和11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：三、电平衡式桥式电路原理：三、电平衡式桥式电路原理：3、非平衡式电桥原理：、非平衡式电桥原理：. .原理：原理：运放总反馈电势输入电动势信号fffcaivWvvv通过非平衡式电桥的作用，保证了变送器电平衡原理的实现。通过非平衡式电桥的作用，保证了变送器电平衡原理的实现。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：四、差动式原理：主要应用于开环模式的变送器四、差动式原理：主要应用于开环模式的变送器1、概述：、概述：在采用某些物理特性如电容、电感、互感等进行测量时，在采用某些物理特性如电容、电感、互感等进行测量时，其固有的非线性特点

15、，使得常规方法效果不好，而采用差动方其固有的非线性特点，使得常规方法效果不好，而采用差动方式，则可以自动补偿，使其线性化。式，则可以自动补偿，使其线性化。采用差动方式的前提是：采用差动方式的前提是：必须有两个必须有两个完全对称且性能相同完全对称且性能相同的敏感元件，当被测参数的敏感元件，当被测参数对象变化时，一个敏感元件的特性增加，另一个敏感元件的特对象变化时，一个敏感元件的特性增加，另一个敏感元件的特性则减少，且特性增加和减少的量相同，而方向相反。性则减少，且特性增加和减少的量相同，而方向相反。11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：四、差动式原理：主要应用于开环模式的变送器四、差

16、动式原理：主要应用于开环模式的变送器2、举例：以差动式电容变送器为例。、举例：以差动式电容变送器为例。. .原理图：原理图：极板极板1 1、3 3固定；固定；极板极板2 2：根据被测量（如压力）：根据被测量（如压力）大小产生位移。大小产生位移。. .分析：假设极板右移。分析：假设极板右移。)()()(02010ddfeddfeddfeed设初始状态敏感元件输出设位移量11-1、常用变送器工作原理、常用变送器工作原理：四、差动式原理：主要应用于开环模式的变送器四、差动式原理：主要应用于开环模式的变送器2、举例：以差动式电容变送器为例。、举例：以差动式电容变送器为例。. .原理图：原理图：. .分

17、析：假设极板右移。分析：假设极板右移。)()(21)()(000201ddfddfeeeddfeddfe总输出由于两个敏感元件完全对称，则其初始状态特性得到抵消，有：由于两个敏感元件完全对称，则其初始状态特性得到抵消，有：呈现线性关系。呈现线性关系。11-2、DDZ-型差压型差压变送器变送器：一、结构：一、结构：压力传感器：压力传感器：矢量机构：矢量机构：差动变压器：差动变压器：调零弹簧：调零弹簧：二、工作分析：二、工作分析：基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。工作过程11-2、DDZ-型差压型差压变送器变送器：三

18、、基本关系：三、基本关系：基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。11-2、DDZ-型差压型差压变送器变送器：三、基本关系：三、基本关系：根据杠杆及矢量机构的根据杠杆及矢量机构的受力分析，有：受力分析，有：基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。反馈线圈特性：根据力的合成关系：支点的副杠杆：支点的杠杆：21OO11-2、DDZ-型差压型差压变送器变送器：三、基本关系：三、基本关系：基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。基于力

19、矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。11-2、DDZ-型差压型差压变送器变送器：三、基本关系：三、基本关系：讨论：讨论：. .输出电流输出电流I0 0与被测压差与被测压差p p成正比，具有线性关系。成正比，具有线性关系。 . . . .通过调零弹簧：实现调零。通过调零弹簧：实现调零。基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。4 .1138 . 334tan15tan3154：最大量程和最小量程比量程改变倍）围改变反馈线圈匝数（范）（范围角通过调节螺钉，调整倾11-2、DDZ-型差压型差压变送器变送器：四、

20、位移信号的变换与放大：四、位移信号的变换与放大：基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。基于力矩平衡原理工作，主要有：机械部件和振荡放大电路组成。被测压差被测压差经力矩平经力矩平衡系统转衡系统转换成差动换成差动变压器上变压器上检测片的检测片的微小位移微小位移标准电流标准电流经由串接在输出回经由串接在输出回路上的电阻分取反路上的电阻分取反馈电压，供给反馈馈电压，供给反馈线圈，形成反馈力线圈，形成反馈力矩使变送器达到平矩使变送器达到平衡工作状态。衡工作状态。将位移将位移转变为转变为电压输电压输出出使振荡使振荡频率与频率与变压器变压器输出电输出电压保持压保持相应的相应的对应关对应关

21、系系检波电检波电路从低路从低频振荡频振荡器中获器中获取交变取交变信号信号11-2、DDZ-型差压型差压变送器变送器：五、五、DDZ-型仪表的联接结构型仪表的联接结构： 型仪表采用直流集中供电方式，使得此类变送器可以将型仪表采用直流集中供电方式，使得此类变送器可以将直流直流+24V电源、差压变送器、电源、差压变送器、250欧欧 电阻三者串联起来，从而电阻三者串联起来，从而可以根据压差的大小决定所通过的电流大小，并将可以根据压差的大小决定所通过的电流大小，并将250欧电阻欧电阻两端的电压传递给下一级仪表，作为下一级仪表的输入。两端的电压传递给下一级仪表，作为下一级仪表的输入。其两线制结构如图：其两

22、线制结构如图：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：一、概述：一、概述： 温度变送器与热电偶、热电阻配合使用，将温度信号转换温度变送器与热电偶、热电阻配合使用，将温度信号转换成统一信号（电压或电流），作为指示记录仪或调节器的输入成统一信号（电压或电流），作为指示记录仪或调节器的输入信号，实现对温度变量的标记、记录或控制。信号，实现对温度变量的标记、记录或控制。温度变送器也可做温度变送器也可做直流毫伏表直流毫伏表来使用，将其它能够转换成来使用，将其它能够转换成直流毫伏信号的工艺变量变成统一的标准信号（电压：直流毫伏信号的工艺变量变成统一的标准信号（电压：15V；电流：电流：420mA）分类

23、：直流毫伏表；分类：直流毫伏表；热电偶温度变送器；热电偶温度变送器；热电阻温度变送器；热电阻温度变送器；11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：二、总体结构：二、总体结构： 三种变送器在线路结构上都分为是三种变送器在线路结构上都分为是量程单元和放大单元量程单元和放大单元两两大部分，分别设置在两个印制电路板上，用接插件互连，其中大部分，分别设置在两个印制电路板上，用接插件互连，其中放大单元是通用的，而量程单元随品种、测量范围的不同而不放大单元是通用的，而量程单元随品种、测量范围的不同而不同。同。11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏

24、表变送器量程单元（输入电路）：1、电路图：、电路图：由由输入、调零和反馈输入、调零和反馈三部分环节组成，如图。三部分环节组成，如图。完成输入信号的接收、变送器零点的调整和反馈信号与输完成输入信号的接收、变送器零点的调整和反馈信号与输入信号的合成。入信号的合成。为便于说明工作为便于说明工作原理，将放大电原理，将放大电路中的运算放大路中的运算放大器包含在了图中。器包含在了图中。11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：2、组成：、组成：. .输入环节：输入环节：完成输入信号的接收，并通过电阻完成输入信号的接收，并

25、通过电阻Ri1和和Ri2,及稳及稳压管压管VD1 、 VD2起到限流限压作用，使进入变送器的信号能量起到限流限压作用，使进入变送器的信号能量限制在安全定额以下。限制在安全定额以下。11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：2、组成：、组成：. .调零环节：调零环节：电阻电阻Ri3、Ri4和和Ri5及及Wi (零点调整电位器零点调整电位器)组成的电桥实现零点组成的电桥实现零点调整与零点迁移；调整与零点迁移；Vc 、 Tz 、 Rz组成恒流源，对组成恒流源，对桥路进行供电，桥路进行供电，在稳压管在稳压管VD3 、

26、上产生稳定电压上产生稳定电压 VZ、，保证电桥，保证电桥工作的稳定性；工作的稳定性；11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：2、组成：、组成：. .反馈环节：反馈环节：依托放大电路的运算放大器，通过电阻依托放大电路的运算放大器，通过电阻Rf1、Rf2和和Rf3及及Wf 组成。将反馈信号的一部分组成。将反馈信号的一部分 引入到运放的反相输入端，达到引入到运放的反相输入端，达到负反馈作用。负反馈作用。11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单

27、元（输入电路）：3、分析：、分析：. .运放同相端电压：运放同相端电压：推导11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：3、分析：、分析：. .运放反相端电压：通过叠加定理计算运放反相端电压：通过叠加定理计算Vf单独作用单独作用Vz不作用不作用Vz 单独作用单独作用 Vf不作用不作用11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：3、分析：、分析：. .运放反相端电压：运放反相端电压：设计中保证：设计中保证：3、分析：、分析：. .

28、运放同相端电压：运放同相端电压：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：3、分析：、分析：. .运放反相端电压：运放反相端电压：3、分析：、分析：. .运放同相端电压：运放同相端电压：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：3、分析：、分析：3、分析：、分析：设11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：3、分析：、分析：3、分析：、分析

29、：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：三、直流毫伏表变送器量程单元（输入电路）：3、分析：、分析：3、分析：、分析：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：1、电路图：类似直流毫伏表变送器。、电路图：类似直流毫伏表变送器。包括包括输入、调零和反馈输入、调零和反馈三个环节组成，如图。三个环节组成，如图。 . .为适应热电偶进行冷端温度补偿的需要，在桥臂电阻为适应热电偶进行冷端温度补偿的需要，在桥臂电阻Ri3支支路上增加铜电阻路上增加铜电阻Rcu。而将调零环节移

30、到了桥路的另一侧。而将调零环节移到了桥路的另一侧。 .在反馈回在反馈回路中设计了线路中设计了线性化负反馈通性化负反馈通道，以补偿热道，以补偿热电偶特性的非电偶特性的非线性，实现线线性，实现线性化的性化的11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：2、线性化电路结构：、线性化电路结构：作用是使热电偶温度变送器的输出信号与被测温度信号作用是使热电偶温度变送器的输出信号与被测温度信号t之之间成线性关系。间成线性关系。线性化电路结构：线性化电路结构：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单

31、元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：组成运算基本电路、运放、信号非线性运算电路的输出反馈回路输入信号affffafRRRRRVV871817:2、线性化电路结构：、线性化电路结构：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：大小不等负值，对公共点均为定），基准电压（恒由基准回路提供的，相当于短路；击穿后电阻极小，相当于开路；击穿前电阻极大；稳压管，稳压值为:3141SSDVVVVDVD2、线性化电路结构：、线性化电路结构：11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程

32、单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：电路参数有关折线数目及斜率大小和：各段折线的斜率43212、线性化电路结构：、线性化电路结构：决定新的折线斜率两端并联电阻的大小直线直线过渡到另一段即什么时候由一决定折线拐点，的击穿电压大小、RaVDVS11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：3、定性分析：、定性分析：电阻决定。由支路的反馈斜率导通，折线支路处于稳态，只有、较小时：假设反馈信号111321DDDfVVVV电阻并联决定、支路其斜率由支路，对应折线穿导通击，使得当2121DCfVVV1

33、1-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：3、定性分析：、定性分析：电阻并联决定、支路、支路其斜率由支路，对应折线击导通当32133DfVV11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若VCVD1+VS1、 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：均截止，电路简化为：、此时321DDDVVVbV11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温

34、度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若VCVD1+VS1、 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：bfaaabfffffccffffVRRRVVRRRRRVVRRRVV11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若VCVD1+VS1、 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：ffffffaaaffffffaaaVRRRRRRRVVRRRRRRRV81787188178718bV817871811fffffaafaR

35、RRRRRRVV斜率区域bV11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若Vf增大，使增大，使VD1+VS1 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：均截止，电路简化为：、导通，此时321DDDVVVbfaaabfffffffccffffVRRRVVRRRRRRRVVRRRVV1817987987878/）（）（11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若

36、Vf增大，使增大，使VD1+VS1 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：均截止，电路简化为：、导通，此时321DDDVVVbVffffffffffffaaaVRRRRRRRRRRRRRV8789871798718/）（）（11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若Vf增大，使增大，使VD1+VS1 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：均截止，电路简化为：、导通，此时321DDDVVV98788717887187898717987818287898717987

37、18/)(/1/fffffffffffaafffffffffffaafaffffffffffffaaaRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRVVVRRRRRRRRRRRRRV）（）（）（）（）（）（11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若Vf增大，使增大，使VD1+VS1 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：均截止，电路简化为：、导通，此时321DDDVVV98788717887182/fffffffffffaaRRRRRRRRRRRRR）（）（12

38、987871/）（）（fffffRRRRR11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量分析：、定量分析：. .若若Vf增大，使增大，使VD1+VS1 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：截止，电路简化为：导通，、此时231DDDVVVbfafafabfffffffccffffVRRRRRVVRRRRRRRVVRRRVV18191917987987878/）（）（11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：四、热电偶温度变送器量程单元（输入电路）：4、定量

39、分析：、定量分析：. .若若Vf增大，使增大，使VD1+VS1 VCVD2+VS2 、 VCVD3+VS3：截止，电路简化为：导通，、此时231DDDVVV327898717987181919387898717987181919)(/）（）（）（）（fffffffffffafafafffffffffffffafaaRRRRRRRRRRRRRRVVVRRRRRRRRRRRRRRRV11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：五、五、热电阻热电阻温度变送器量程单元：温度变送器量程单元：1、电路图：、电路图：2、组成：由、组成：由输入、调零和反馈输入、调零和反馈三部分环节组成，在热电偶温三部分环节组

40、成，在热电偶温度变送器输入电路的基础上进行了一些调整。采用度变送器输入电路的基础上进行了一些调整。采用三线制三线制将热将热电阻连接到电桥；用电阻连接到电桥；用电流正反馈电流正反馈方法取代多段折线方法进行特方法取代多段折线方法进行特性的线性化处理。性的线性化处理。 变送器外部变送器外部11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：五、五、热电阻热电阻温度变送器量程单元：温度变送器量程单元：1、电路图：、电路图：2、组成：、组成：三个引线电三个引线电阻，规定每阻，规定每根导线需进根导线需进行阻抗补偿，行阻抗补偿，均补偿到均补偿到1欧，以减少欧，以减少引线对测量引线对测量的误差的误差二极管限压电路二极

41、管限压电路由于热电阻的温度特性曲线：由于热电阻的温度特性曲线： 呈现上凸形函数关系，呈现上凸形函数关系，即阻值的即阻值的增加量增加量随温度的升高而逐渐减小，呈现出非线性，如随温度的升高而逐渐减小，呈现出非线性，如图。图。11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：五、五、热电阻热电阻温度变送器量程单元：温度变送器量程单元：3、线性化原理：、线性化原理：)(tfR 为保持整机特性的线性关系，在反馈回路中采用了正反馈，直为保持整机特性的线性关系，在反馈回路中采用了正反馈，直接将反馈电压转换成电流，并通过热电阻，使其端接将反馈电压转换成电流，并通过热电阻，使其端电压上升，关引至运放的同相端，直接注入

42、输入环节，以提供电压上升，关引至运放的同相端，直接注入输入环节，以提供正反馈效应，实现下凸形函数关系如图。正反馈效应，实现下凸形函数关系如图。只要参数选择得适当，可使和温度呈现线性关系。只要参数选择得适当，可使和温度呈现线性关系。11-3、DDZ-型温度型温度变送器变送器：五、五、热电阻热电阻温度变送器量程单元：温度变送器量程单元：3、线性化原理：、线性化原理：fVtR1ItUttfttUUUUURtO)(温度正反馈工作过程如下：作为电动单元组合仪表的组成部分，变送器也经历了从作为电动单元组合仪表的组成部分，变送器也经历了从 型到型到型，然后再发展到型，然后再发展到 型仪表的过程。随着电子技术

43、、型仪表的过程。随着电子技术、微计算机技术以及网络技术的迅猛发展，使变送器步入了进一微计算机技术以及网络技术的迅猛发展，使变送器步入了进一步小型化、电子化、网络化和集成化的时代。步小型化、电子化、网络化和集成化的时代。现代变送器的首要特征就是小型化，包括测量元件的小型现代变送器的首要特征就是小型化，包括测量元件的小型化，传递机构的小型化，调制及功率放大的小型化等。围绕印化，传递机构的小型化，调制及功率放大的小型化等。围绕印刷电路板的出现而采用的一些新工艺、新技术，使得常用电气刷电路板的出现而采用的一些新工艺、新技术，使得常用电气元件的功耗大大降低，也使元件体积大大缩小，从而最终使得元件的功耗大

44、大降低，也使元件体积大大缩小，从而最终使得变送器的整机也得到了小型化。变送器的整机也得到了小型化。11-4、新、新型型变送器变送器：一、新型变送器发展趋势：一、新型变送器发展趋势：微电子技术的出现，给变送器的发展提出了新的课题。它微电子技术的出现，给变送器的发展提出了新的课题。它可以取代传统的力矩杠杆系统，同时在测量元件的制作上也有可以取代传统的力矩杠杆系统，同时在测量元件的制作上也有了全新的突破。目前已得到良好应用的有采用扩散硅或蚀刻技了全新的突破。目前已得到良好应用的有采用扩散硅或蚀刻技术制作的测量敏感元件，这些测量元件可直接将压力信号转换术制作的测量敏感元件，这些测量元件可直接将压力信号

45、转换成电信号，不再使用任何力矩杠杆系统。微计算机在变送器中成电信号，不再使用任何力矩杠杆系统。微计算机在变送器中的应用，也是其电子化的重要环节，它是整个控制系统数字化的应用，也是其电子化的重要环节，它是整个控制系统数字化的基础。目前已在多种变送器中得到了应用，而这些微计算机的基础。目前已在多种变送器中得到了应用，而这些微计算机的进一步小型化、集成化，将使未来的变送器更为小巧，功能的进一步小型化、集成化，将使未来的变送器更为小巧，功能更为强大。更为强大。11-4、新、新型型变送器变送器：一、新型变送器发展趋势：一、新型变送器发展趋势：在传统的控制系统中，大多采用在传统的控制系统中，大多采用标准制式的电流方式进行标准制式的电流方式进行信号的远传信号的远传，以构成各种控制系统。随着网络技术的发展，尤，以构成各种控制系统。随着网络技术的发展，尤其是现场总线进入到现场控制单元后，在现场级改变了常规的其是现场总线进入到现场控制单元后，在现场级改变了常规的连接模式。各种仪表均可挂在一条网络线路上，以连接模式。各种仪表均可挂在一条网络线路上，以数字信号取数字信号取代模拟电流信号进行传递代模拟电流信号进行传递，这样既大大节省了线路的连接，同