第二章变送器和转换器

1、第二章变送器和转换器测量部分测量部分C反馈部分反馈部分F放大器放大器Kxziz0 调零、零点迁移调零、零点迁移ylC C 转换系数转换系数lK K 放大系数放大系数lF F 反馈系数反馈系数l即在满足深度负反馈即在满足深度负反馈(KF1)的条件下的条件下,变送器的特变送器的特性只与测量部分和反馈部分的特性有关，而与放大性只与测量部分和反馈部分的特性有关，而与放大器的特性无关。器的特性无关。( KF 1时时)l量程调整量程调整目的：使变送器输出信号的上限值目的：使变送器输出信号的上限值ymax与测量范与测量范 围的上限值围的上限值xmax相对应。相对应。方法：通常通过改变反馈系数方法：通常通过改

2、变反馈系数F的大小来实现。的大小来实现。 有时也可通过改变转换系数有时也可通过改变转换系数C来调整。来调整。l零点调整和零点迁移零点调整和零点迁移目的：使变送器输出信号的下限值目的：使变送器输出信号的下限值ymin与测量范与测量范 围的下限值围的下限值xmin相对应。相对应。方法：通过改变调零信号方法：通过改变调零信号z0的大小来实现。的大小来实现。 零点迁移与量程调整同时进行，可提高仪表零点迁移与量程调整同时进行，可提高仪表 的测量的测量精度。精度。 l作用：作用：l将液体、气体或蒸汽的压力、流量、液位等工艺参将液体、气体或蒸汽的压力、流量、液位等工艺参数转换成统一标准信号。数转换成统一标准

3、信号。l种类：种类：l力（力矩）平衡式力（力矩）平衡式l电容式电容式l电感式电感式l电阻式电阻式l1.1.构成及工作原理构成及工作原理电容电容-电流电流转换电路转换电路放大和输出放大和输出限制电路限制电路差动差动电容电容感压感压膜片膜片反馈反馈电路电路位移位移电容电容变化变化电流电流信号信号 piIo反馈反馈信号信号调零、零点迁移信号调零、零点迁移信号+-测量部分测量部分转换放大部分转换放大部分l工作原理简述：工作原理简述：l差压作用在感压膜片上使其产生微小位移，从差压作用在感压膜片上使其产生微小位移，从而使感压膜片与固定电极构成的两个电容发生变而使感压膜片与固定电极构成的两个电容发生变化，其

4、差动电容的相对变化量与被测差压成正比。化，其差动电容的相对变化量与被测差压成正比。l此差动电容再由电容此差动电容再由电容- -电流转换器转换为差动电流，电流转换器转换为差动电流，在振荡控制放大器的控制下，可使差动电流正比于差在振荡控制放大器的控制下，可使差动电流正比于差动电容（即与被测差压成正比）。动电容（即与被测差压成正比）。l由放大电路将该差动电流放大并转换为统一标准由放大电路将该差动电流放大并转换为统一标准信号其输出也与被测差压成正比。信号其输出也与被测差压成正比。l2.2.主要性能指标主要性能指标l基本误差：基本误差：0.25%0.25%，0.35%0.35%，0.5%0.5%三种。三

5、种。l负载电阻：负载电阻：0 0600600 （24VDC24VDC供电时）供电时） 0 016501650 （45VDC45VDC供电时）。供电时）。l电源电压：电源电压：121245VDC45VDC（一般为（一般为24VDC24VDC）l确定具体型号时，还有测量范围，静压，温度及材确定具体型号时，还有测量范围，静压，温度及材质等指标。质等指标。l1.1.作用作用l将被测差压将被测差压 p pi i转换转换成电容的变化量。成电容的变化量。l2.2.构成构成l 由正、负压测量室由正、负压测量室和差动电容检测元件和差动电容检测元件等组成。等组成。13电极引线；电极引线；4膜盒座；膜盒座；5差动电

6、容膜盒；差动电容膜盒；6副压测导压口副压测导压口；7硅油；硅油；8负压侧隔离膜片；负压侧隔离膜片；9负压室基座；负压室基座；10负压侧弧形负压侧弧形电极；电极；11中心感压膜片；中心感压膜片；12正压侧弧形电极；正压侧弧形电极；13正压室基座正压室基座；14正压侧隔离膜片；正压侧隔离膜片；15正压侧导压口；正压侧导压口；16放气排液螺钉；放气排液螺钉；17O型密封环；型密封环；18插头插头l3.3.输入输入/ /输出关系输出关系 SS1S2S0S0 S=K1 pi即：差动电容的相对变化量与输入差压成正比。即：差动电容的相对变化量与输入差压成正比。l作用：作用：将差动将差动电容的相对变化量转换为

7、标准的电流输出电容的相对变化量转换为标准的电流输出信号。信号。l构成：由构成：由电容电容- -电流转换电路及放大电路组成。电流转换电路及放大电路组成。l转换放大电路原理框图转换放大电路原理框图量程调整量程调整（负反馈）（负反馈）ICIC3 3功放及功放及输出限制输出限制调零及调零及零点迁移零点迁移前置放大器前置放大器稳压源稳压源基准电压基准电压解调器解调器ICIC1 1振荡控制振荡控制放大器放大器+ +- -E E+ +- -121245V45V4 420mA20mAI Io oR RL LC Ci2i2C Ci1i1差动信号差动信号共共模模信信号号电容电容电流转换器电流转换器放大及输出限制电

8、路放大及输出限制电路振荡器振荡器l1.1.电容电容- -电流转换电路电流转换电路l作用：将差动电容的相对变化值转换为差动电流的作用：将差动电容的相对变化值转换为差动电流的变化值。变化值。l构成：由振荡器、解调和振荡控制放大器、线性调构成：由振荡器、解调和振荡控制放大器、线性调整电路等组成。整电路等组成。l1 1）振荡器）振荡器l作用：用于向差动电容提供高频电流。作用：用于向差动电容提供高频电流。l构成：变压器反馈型振荡器。构成：变压器反馈型振荡器。l振荡频率：振荡频率：Uo1R29C20VT1C19LCl2 2）解调和振荡控制电路）解调和振荡控制电路l作用：实现电容变化到电流变化的转换。作用：

9、实现电容变化到电流变化的转换。l构成：由解调器和振荡控制放大器组成。构成：由解调器和振荡控制放大器组成。C8IC1+-振荡器振荡器R9R8R7R6I1I1I2VD2VD6VD4VD8VD3VD7VD1VD5Ci1Ci2C17I2I1Ui1Ui2UR+-C11I2Ri121110123T1l解调器工作原理：解调器工作原理：l绕组绕组2-11输出的交流电流经输出的交流电流经VD4、VD8和和VD2、VD6整整流后得到直流分量流后得到直流分量I1和和I2。l I1流经路线：流经路线：l T1(11)RRi iCC1717CCi1i1VDVD8 8、VDVD4 4TT1 1(2)(2)l I2流经路线

10、：流经路线：l T1(2) VD VD2 2、VDVD6 6 C Ci2 i2 CC17 17 R Ri iTT1 1(11)(11)lI I1 1和和I I2 2均流经均流经R Ri i，但方向相反，即，但方向相反，即R Ri i上的直流分量上的直流分量I Ii i=I=I2 2-I-I1 1 , ,即解调器输出的差动电流信号。该信号即为即解调器输出的差动电流信号。该信号即为后续放大电路的输入信号。后续放大电路的输入信号。l绕组绕组3-10输出的交流电流经输出的交流电流经VD3、VD7整流后可得到直整流后可得到直流分量流分量I1（电路设计时，使流过（电路设计时，使流过VD3、VD7和流过和流

11、过VD4、VD8的电流相等）的电流相等） 。此。此I1流经路线：流经路线：l T1(3) VDVD3 3、VDVD7 7 CCi1i1 CC1717 RR6 6R R8 8 TT1 1(10)(10)l绕组绕组1-12输出的交流电流经输出的交流电流经VD5、VD1整流后可得到直整流后可得到直流分量流分量I2（电路设计时，使流过（电路设计时，使流过VD5、VD1和流过和流过VD2、VD6的电流相等）的电流相等） 。此。此I2流经路线：流经路线：l T1(12) RR7 7R R9 9 CC1717 CCi2i2 VDVD5 5、VDVD1 1 TT1 1(1)(1)l这里的这里的I1I1和和I2

12、I2分别流经分别流经R R6 6R R8 8 和和R R7 7R R9 9 , ,且方向相同且方向相同, ,从从而形成解调器输出的共模电流信号。而形成解调器输出的共模电流信号。lI I1 1与与I I2 2的值：的值：即：即：l由此可见，只要保证由此可见，只要保证I2+I1恒定，即可实现差动电容的相恒定，即可实现差动电容的相对变化值与差动电流对变化值与差动电流Ii的线性转换关系。的线性转换关系。l为此，电路中设置了振荡控制放大器，以保证为此，电路中设置了振荡控制放大器，以保证I2+I1恒定。恒定。l振荡控制放大器工作原理：振荡控制放大器工作原理：l由于由于R6 = R9 ， R7 = R8 ，

13、由此可得由此可得l因因 Ui1 = Ui2 ，所以所以l式中的式中的R6、R8、R9和和UR均恒定不变，所以均恒定不变，所以I1+I2为常数。令为常数。令I1+I2=K3，则：则：l即即Ii与输入差压信号与输入差压信号Pi成线性转换关系。成线性转换关系。l2.2.放大及输出限制电路放大及输出限制电路IoVZ1RP21RP22R36C11SR20R21R34R37R10R13R14RP4UTR11UFR16IfRP3R31R33VT4C12RLC16R17R39R38VT2VT3VD11VD12RP31cdABIi2445VIC3+R19R18-C22UiU0Ufl放大电路包括前置放大器放大电路

14、包括前置放大器IC3和和VT3、VT4组组成的功放。成的功放。lIC3的反相端输入信号为的反相端输入信号为UA，为恒定值。，为恒定值。lIC3的同相端输入信号包括调零信号的同相端输入信号包括调零信号U0、差动、差动电流电流Ii在在B点产生的电压点产生的电压Ui和反馈电流在和反馈电流在B点产点产生的反馈电压信号生的反馈电压信号Uf 。l这里：这里： U0 = UVZ1l Ui = -RiIi （C11上正、下负）上正、下负）l Uf = Rf IO /l由由UB = Ui+U0+Uf = UA 可得：可得：l IO = (Ri / Rf) Ii + (/Rf)(UA-UVZ1)l设设:K4=Ri

15、 / Rf，K5 =1/Ril则：则： IO = ( Ri / Rf) Ii + ( /Rf)(UA-UVZ1)l =K4Ii + K4K5 (UA-UVZ1)l =K4K3K2K1Pi + K4K5 (UA-UVZ1)l可见：可见：l (1) 变送器输出信号变送器输出信号IO与输入差压信号成正比与输入差压信号成正比;l (2)式中第式中第2项为调零信号。改变项为调零信号。改变RP2及及R20、R21接法，可接法，可调整零点。调整零点。 R20接通，接通，U0增加，实现零点正迁移；增加，实现零点正迁移；R21接接通，通，U0减小，实现零点负迁移；减小，实现零点负迁移；l (3) K4为电路放大

16、倍数为电路放大倍数,与与值有关值有关,改变改变RP3大小大小,可改变可改变值值,即改变量程；即改变量程；l (4) 两项中均含有两项中均含有K4,所以调零与调量程相互影响。所以调零与调量程相互影响。l由测量和放大转换电路两部分组成由测量和放大转换电路两部分组成扩散硅压扩散硅压阻传感器阻传感器 前置前置 放大器放大器电压电压-电流电流转换器转换器零点调整零点调整电路电路 传感器传感器供电电路供电电路pUsUo1UzIo测量部分测量部分放大转换部分放大转换部分扩散硅式差压变送器构成框图扩散硅式差压变送器构成框图l工作原理简述：工作原理简述：l输入差压变化时，由扩散硅压阻传感器组成的不平衡输入差压变

17、化时，由扩散硅压阻传感器组成的不平衡电桥的输出电压电桥的输出电压Us发生变化，且发生变化，且Us与输入差压信号与输入差压信号Pi成正比。该电压信号经前置放大器放大后，再由电成正比。该电压信号经前置放大器放大后，再由电压压- -电流转换器将其转换为电流转换器将其转换为4 420mADC20mADC的输出电流信号。的输出电流信号。因采用线性放大及转换电路，所以输出电流信号因采用线性放大及转换电路，所以输出电流信号I IO O与与输入差压信号输入差压信号Pi也呈线性关系。也呈线性关系。l1.1.过载保护装置过载保护装置l2.2.金属隔离膜片金属隔离膜片l3.3.硅油硅油l4.4.硅杯硅杯l5.5.玻

18、璃密封玻璃密封l6.6.引出线引出线l测量部件简化原理图测量部件简化原理图l传感器未受压时：传感器未受压时： RS1= RS2= RS3 =RS4=R0l传感器受压时：传感器受压时： R=K1 Pi RS1= RS3=R0 + R RS2= RS4=R0 - R US= RS3IS/2 RS4IS/2 = (R0 + R) IS/2 - (R0 -R) IS/2 =IS R= ISK1 Pi即即: : US与与Pi成线性关系。成线性关系。传传感感器器ISISRS1RS2RS4RS3USI1R13C3RLVT3VD124VR11IC4-+IC1-IC2-+传传感感器器IC3+-VT1VT2R9R

19、8R6W1R4R5R7R10R15R14VZ2C1C2R1R2W2R3VZ1R12IOUSISISUT1UF1UF2+UT2UF3UT2UT4UF4UO1UOIOUVZ1UZR16R5= R6 ， R7= R8= R10= R11 ， R9= R16RS1RS2RS3RS4l1 1、传感器供电电路、传感器供电电路l 由运放由运放ICIC1 1、稳压管、稳压管VZVZ1 1及及R R1 1、R R2 2、R R3 3等组成其作用等组成其作用是为检测桥路提供恒定工作电流（是为检测桥路提供恒定工作电流（I IS S）。）。l 对于对于ICIC1 1 ： U UF1F1 = = U UT1T1 = =

20、 U UVZ1VZ1 I IS S = =U UT1T1/ /R R3 3 = =U UVZ1VZ1/ /R R3 3 l U UVZ1VZ1为为VZVZ1 1稳压值，所以桥路工作电流（稳压值，所以桥路工作电流（I IS S）恒定不）恒定不变，约为变，约为1mA1mA。桥路的输出信号。桥路的输出信号U US S与被测差压成正比。与被测差压成正比。l2 2、前置放大器、前置放大器l 由运放由运放ICIC2 2、 ICIC3 3、等组成的高输入阻抗放大器，、等组成的高输入阻抗放大器，用于电压放大。其输出为两个运放输出端之间的用于电压放大。其输出为两个运放输出端之间的电压电压U UO1O1。因因 R

21、5 = = R6，故故 K2为前置放大器的放大倍数，其大小可通过电位器为前置放大器的放大倍数，其大小可通过电位器W1调整。调整。l3.3.电压电压/ /电流转换电路电流转换电路l 由运放由运放IC4IC4、晶体管、晶体管VT1VT1、VT2VT2等组成，其作用是将前等组成，其作用是将前置放大器输出的电压信号转换为置放大器输出的电压信号转换为4 420mADC20mADC的电流信号。的电流信号。其中，其中，VT2VT2用于电流放大，用于电流放大，VT1VT1用于输出限幅。用于输出限幅。l IO = = IO+I+I1 1l IO = IO = UO /R13 UO1 / R13 l 即：即： l

22、 IO K2 US / R13=K1K2IS Pi / R13l IO与被测差压信号成正比。与被测差压信号成正比。l调整调整W1可改变转换部分的转换系数可改变转换部分的转换系数K2，所以，所以W1为为量程调整电位器。量程调整电位器。lW2为调零电位器，调零电压加在为调零电位器，调零电压加在IC4反向端。反向端。l当当IO过大时，过大时，R13上的压降使上的压降使VT1饱和导通，使饱和导通，使VT2基极电位保持恒定，从而使输出电流保持恒定，起基极电位保持恒定，从而使输出电流保持恒定，起到限幅作用。到限幅作用。IC+-VTRS1RS4RS3RS2RfI1I2Io420mAIe319mA24VRL1

23、mAI1= I2=Ib=0.5mARcABl构成框图构成框图直流直流- -交流交流变换器变换器整流滤波整流滤波输入回路输入回路反馈回路反馈回路电压放大电压放大功率放大功率放大隔离隔离输出输出量程单元量程单元放大单元放大单元UzUfUiEtIoUol1.1.电压放大电路电压放大电路l 采用低漂移集成运算放大器采用低漂移集成运算放大器l2.2.功率放大电路功率放大电路作用：将集成运算作用：将集成运算放大器输出的电压放大器输出的电压信号转换为具有一信号转换为具有一定带载能力的电流定带载能力的电流信号。同时，通过信号。同时，通过隔离变压器实现隔隔离变压器实现隔离输出。离输出。R1R2R3R4C2VT1

24、VT2T0VD1VD2Uf13245l3.3.隔离输出隔离输出l采用隔离式输出的目的是避免输入与输出之间存在采用隔离式输出的目的是避免输入与输出之间存在直接电联系，以便提高抗干扰能力及防爆能力。直接电联系，以便提高抗干扰能力及防爆能力。C6T0VD13 VD1613452VD17VD18R14FUVZ07856R15Iol4.4.直流直流- -交流交流- -直流（直流（DC/AC/DCDC/AC/DC）变换器）变换器l核心部件核心部件DC-AC部分为磁耦合式对称推挽式多部分为磁耦合式对称推挽式多谐振荡器。谐振荡器。由输入电路和反馈电路组成。由输入电路和反馈电路组成。C101VZ101R101R

25、102R103RP1R105R111RP2R114R116R115R106R107R109R104R110VZ102RP21RP22RP11上上下下R104+-Ui+-UfUZUFUTI1I2UfcdUzIC1l输入电路：输入电路：l (1)限流限流(R101、R102)、限压（、限压（VZ101、VZ102）l (2)滤波（滤波（C101）l (3)调零和零点迁移（调零和零点迁移（R103R105、RP1）l (4)断线报警（断线报警（R109、R110、R140）l反馈电路：反馈电路：l 由由R106、R107、R111、R114R116和和RP2组成，为负反馈组成，为负反馈支路，实现线性

26、转换及量程调整。支路，实现线性转换及量程调整。l输入输入/ /输出之间关系：输出之间关系：其中：其中：l线路设计时，使线路设计时，使 R105 R104/（RP1+R103），）， R107 R106 R114 R111+RP2+R106/R107+R115/R116 则有：则有：而而即即l视视IC1为理想运算放大器，则有为理想运算放大器，则有UF = UT，即：即：设：设：则：则：l可见，可见，UO与与Ui呈线性关系。呈线性关系。l(1)前式中（前式中（-）UZ为调零信号，改变为调零信号，改变值可实现值可实现正向或负向迁移。更换正向或负向迁移。更换R103可大幅度改变迁移量；可大幅度改变迁移

27、量；改变改变R104和和RP1，可小范围改变调零信号。，可小范围改变调零信号。l(2)为输出与输入之间的比例系数，由于为输出与输入之间的比例系数，由于UO的范的范围为围为15VDC固定不变，所以比例系数越大，则固定不变，所以比例系数越大，则输入信号范围即量程越小。改变输入信号范围即量程越小。改变R114可大范围改可大范围改变量程，而调整变量程，而调整RP2，可小范围改变量程。，可小范围改变量程。l(3)改变量程影响零点，调整零点同样影响测量范改变量程影响零点，调整零点同样影响测量范围。即调零和调量程相互有影响。围。即调零和调量程相互有影响。l与直流毫伏变送器的区别与直流毫伏变送器的区别l1 1

28、）输入回路中增加了冷端温度补偿电路，以便补偿热）输入回路中增加了冷端温度补偿电路，以便补偿热电偶冷端温度变化对输出热电势的影响。电偶冷端温度变化对输出热电势的影响。 l2 2）反馈回路中增加了线性化电路，以便实现变送器）反馈回路中增加了线性化电路，以便实现变送器输出信号与被测温度成线性关系。输出信号与被测温度成线性关系。l电路原理图电路原理图C101VZ101R101R102R124RP2R106R107R105R104VZ102+-Et+-UfUZUFUTUfUzIC1RCu1RCu2R103R100R106R111RP1B1B2B3R108线性化电路l1、热电偶冷端温度补偿电路原理、热电偶

29、冷端温度补偿电路原理l通常使用铜电阻或通常使用铜电阻或PN结进行补偿。本例中是采用结进行补偿。本例中是采用铜电阻进行补偿的。铜电阻进行补偿的。设计时，使设计时，使R105 R100+（R103+RCu1）/RCu2 ，则：，则：冷端温度变化时，铜电阻阻值发生变化冷端温度变化时，铜电阻阻值发生变化 ，UZUZ将发生变将发生变化，以此来实现补偿。热电偶在低温段的特性为下凹形化，以此来实现补偿。热电偶在低温段的特性为下凹形，而后一项也呈下凹形，而后一项也呈下凹形, ,所以具有较好的补偿效果。所以具有较好的补偿效果。l2 2、线性化原理及线性化电路、线性化原理及线性化电路l热电偶温度变送器线性化原理热

30、电偶温度变送器线性化原理热电偶热电偶非线性非线性反馈回路反馈回路放大器放大器tUz UOEttUft(UO)Et tUOt两者特性相同两者特性相同Ufl线性化电路线性化电路VZ103R0R115VZ106Ua+-IC2UfR117R118R119R120R121R122VZ105VZ104Us4Us3Us2Us1UcUbRaR116R123Ua0Uf1Uf2Uf3Uf4Uf4UfUa5Ua4Ua3Ua1Ua2l第一段第一段,即即UfUf2 ,斜率为斜率为1 ，此段要求：此段要求：lUC UD+US1 ，UC UD+US2 ， UC UD+US3 lUa UD+US4 。l此时此时VZ103VZ

31、106均未导通。均未导通。R0R115Ua+-IC2UfR120R121R122UcUbRa1 =Ua / Uf 即：所以：由于：Uc与Uf 关系：Ub与Uf 关系：由于：Ua与Uf 关系：斜率斜率1 ： l第二段第二段,即即Uf2 UfUf3 ,斜率为斜率为2 ，此段要求：此段要求：lUD+US1 UC UD+US2 ，UC UD+US3 lUa UD+US4 。此时此时VZ103VZ105未导通，未导通，VZ106导通。导通。R0R115Ua+-IC2UfR119R121R122UcUbRaR120l第三段第三段,即即Uf3 UfUf4 ,斜率为斜率为3 ，此段要求：此段要求：lUD+US

32、1 UC UD+US2 ，UC UD+US3 lUa UD+US4 。l此时此时VZ104VZ105未导通，未导通，VZ103、VZ106导通。导通。R0R115Ua+-IC2UfR119R121R122UcUbRaR120R116l拐点位置取决于拐点位置取决于UD和和US ;l要增加斜率时应在要增加斜率时应在R120旁并入电阻支路旁并入电阻支路; ;l要要减小斜率时应在要要减小斜率时应在Ra旁并入电阻支路旁并入电阻支路; ;l斜率的具体值由对应并入支路的电阻值确定。斜率的具体值由对应并入支路的电阻值确定。l与豪伏变送器相比，增加了线性化电路和导线电与豪伏变送器相比，增加了线性化电路和导线电阻

33、补偿电路。阻补偿电路。C101R16R27R24R23VZ101104+-IC1RP1R26+-IC2R17R19R18r1r2r3RtR25R28R29R31R30ItIrUfR37R35R36Rp2R34R32UZUtUrl1、线性化原理和线性化电路、线性化原理和线性化电路l线性化原理：线性化原理： 以铂电阻为例，其特性呈上凸形（以铂电阻为例，其特性呈上凸形（Rt t），即放大倍），即放大倍数逐渐减小。线性化采用在前向输入通道中引入正反数逐渐减小。线性化采用在前向输入通道中引入正反馈的方法，使其工作电流馈的方法，使其工作电流It逐渐增大，以便使逐渐增大，以便使Ut与与Rt呈下凹形，即放大倍

34、数逐渐增大，并通过参数设计，呈下凹形，即放大倍数逐渐增大，并通过参数设计，使整个输入通道的特性为一直线特性（使整个输入通道的特性为一直线特性（Ut t），），即放大倍数为常数，从而实现线性化。即放大倍数为常数，从而实现线性化。热电阻热电阻线性化电路线性化电路RttRtUtUttUtRtl线性化电路线性化电路R16+-IC2R17R19R18RtItU tU Z则：则：It =g1 - gRtU ZUt = -It Rt = -gRt UZ1 - gRtIt =R17R16 R19 - R17 RtU Z令：令：g =R16 R19R17若使若使gRt 1，即，即R17Rt R16R19，则当则

35、当Rt增大时，增大时， It也增大。也增大。Ut 的增量的增量也随被测温度的升高而增大，即也随被测温度的升高而增大，即Ut与与Rt间呈下凹函数关系。只要选间呈下凹函数关系。只要选择恰当的元件值，则可使择恰当的元件值，则可使Ut与与t之间呈近似线性关系。之间呈近似线性关系。Uo2，由，由UT = UF得：得：将将代入后，代入后，而而l2、导线电阻补偿电路、导线电阻补偿电路Ut = Ut + 2 It r，使使Ir = It，则则Ur = 2Itr，以此抵消以此抵消Ut 中的中的2 It r项项影响。影响。C101R16R27R24R23VZ101104+-IC1RP1R26+-IC2R17R19

36、R18r1r2r3RtR25R28R29R31R30ItIrUfR37R35R36Rp2R34R32UZUtUrl1、组成、组成l1）输入回路）输入回路l R6R11、RCu和和RP1组成的桥路组成的桥路l C2C5、R17R20组成的滤波电路组成的滤波电路l VD1VD10组成的限幅电路组成的限幅电路l2）反馈回路）反馈回路 R13、R14、RP2等组成等组成l3）放大器）放大器 IC电压放大和电压放大和VT4、VT5组成的功放。组成的功放。l4）稳压源）稳压源 VZ1、VT1VT3、VT6、VT7等组成。等组成。恒流源恒流源电压调整电压调整输入桥路输入桥路(R6=R7=10k)温温度度补补

37、偿偿放大器放大器反馈部分反馈部分滤波和限幅电路滤波和限幅电路abcdI3I2I1I5IfI4Iol2、输入、输入/输出关系输出关系 ( 1-2端接端接Et，3-4端短接端短接)l 桥臂电流桥臂电流: I1 = I2 = Ib = 0.5(mA)l VZ1工作电流工作电流: I3 = 0.5(mA)l IC工作电流工作电流: I4 = 0.2(mA) l 反馈支路电流反馈支路电流:If = I5*R14/(R10+RP2+R13+R14) = I5l UT = Ib ( RCu + R11 + R9 )l UF = Ib ( Rb + R12 + R10 ) + IfR10 Etl = Ib (

38、 Rb + R12 + R10 ) + I5 R10 Etl其中其中: Rb = R8RP12/(R8+RP1)l视视IC为理想为理想IC，所以，所以 UT = UF ，则，则:l I5 = Et /(R10) +Ib（RCu+R11+ R9 Rb - R12 - R10）/(R10) IO = I5+I1+I2+I3+I4l = Et /(R10) + Ib（RCu+R11+R9 -Rb -R12 - R10)/(R10) + 1.7 lR6=R7=10k，远大于其它电阻，为桥路平衡电阻。，远大于其它电阻，为桥路平衡电阻。lR11、R12为零点迁移电阻，为零点迁移电阻，R11用于负迁移调整，

39、用于负迁移调整，R12 用于正迁移调整。用于正迁移调整。RP1为调零电阻。为调零电阻。lR13用于大范围量程调整，用于大范围量程调整，RP2用于小范围量程调用于小范围量程调整。整。l调零和调量程相互有影响。调零和调量程相互有影响。l作用：将电动仪表输出的作用：将电动仪表输出的4 420mADC20mADC信号线性的转信号线性的转换为可被气动仪表接收的换为可被气动仪表接收的2020100kPa100kPa气压信号。气压信号。l一、气动仪表的基本元件和组件一、气动仪表的基本元件和组件 主要包括气阻、气容、弹性元件、喷嘴挡板机构和气主要包括气阻、气容、弹性元件、喷嘴挡板机构和气动功率放大器。动功率放大器。l1.1.定义定