第9讲 显示仪表.ppt

1、第四章 显示仪表,主 要 内 容,一、显示仪表概述 二、模拟式显示仪表 三、数字式显示仪表,一、显示仪表概述,1、显示仪表的作用 显示仪表能与各种测量仪表和传感器配套使用,对被测参数自动进行指示、记录，在自动化系统中占有重要作用。,典型工业自动检测仪表控制系统结构图,2、显示仪表的分类 显示仪表按使用的能源分为气动显示仪表和电动显示仪表；按显示方式分为模拟式显示仪表和数字式显示仪表两大类。,二、模拟式显示仪表,模拟式显示仪表就是用标尺、指针、曲线等方式显示和记录被测变量的测量值。,模拟式显示仪表工作可靠，价格低廉，能满足一定的精度要求，但结构复杂，读数不直观，重现性差。,动圈式模拟显示仪表,动

2、圈式显示仪表是电动模拟式显示仪表。一般与热电偶、热电阻配套使用，用于显示温度大小，具有结构简单、价格便宜、性能可靠等特点。 动圈式显示仪表有两种型号： XCZ-101(与热电偶配套） XCZ-102（与热电组配套）,动圈式显示仪表的外型,盘后接线示意图,（一）XCZ-101型动圈式显示仪表的工作原理,1、结构 动圈式显示仪表由动圈、张丝、磁铁、指针、表盘五部分组成。,N,S,+,-,R并,R热,mV,R串,2、工作原理,根据电磁感应原理，当有mV信号加在动 圈两端时，形成一个闭合回路，便有电流流过 动圈，载流动圈在磁场中将受到电磁场的作 用。根据左手定则，磁力线穿过手心，四指指 向电流方向，拇

3、指就是导体受力方向，这个力 使动圈转动，使动圈转动的力和绑定动圈的张 丝力相等时，动圈停在某一位置，指针指示出 温度的大小。,设指针移动的角位移为,U,R总, =K I,I=,=,E( t, t0 ),R内+ R外,R内= R动 + R串+ R热 R并,R外= R热偶+ R补+ R连 +R调 =15,3、电路中各电阻的作用,R串： R串电阻值较大，使动圈的电阻值随温度变化而引起的测量误差相对 R串较小，以至于可忽略不计，目的是减小测量显示误差。 R调： 热电偶的连接导线有长有短，为保证R总=常数，调整R调使R外=15,R热敏 与 R并： R热敏与R并两个电阻是动圈的温度补偿电阻。因为动圈是铜导

4、线绕制的，当温度升高时，动圈的电阻值R动就会增加，在电压信号不变的情况下，I将减小，动圈显示仪表的指针指示会偏低，此时，R热敏的电阻值也会随着温度自动减少，与R并并联后的电阻值会更小，其作用是自动补偿R动随温度变化的特性，使回路中总电阻值保持不变。,反应容器,补偿器,R调,热电偶与动圈表配套使用实际连线,（二）XCZ-102型动圈式显示仪表的工作原理,由动圈表的工作原理可知，动圈表实际上是一个毫伏计，即测量电压的大小并加以显示的。热电偶恰好将被测温度转换成mV信号的大小，可直接和动圈表相连显示其温度，但热电阻是将温度转换成电阻的大小，不能直接送到动圈表上加以显示，必须先经过一个桥路将电阻的大小

5、转换成mV信号的大小再和动圈表连接。因此XCZ-102型动圈式显示仪表与XCZ-101型动圈式显示仪表相比，在结构上应多了一个电桥。,1、工作原理,热电阻,调整电阻,桥路电阻,R3 (R1+R11+Rt0) = R4 (R2+R12),当 t=0时,电桥平衡， Rt=Rt0,Ua = Ub , Uab = Ua-Ub = 0,由于加在动圈两端的电压为0，所以动圈表指针指在0的位置；,t = 0, 升高时,电桥失去平衡，Rt0增大Rt，,R3 (R1+R11+Rt0 + Rt，) = R4 (R2+R12),Ua = Ub , Uab = Ua-Ub = 0,由于加在动圈两端的电压不为0，所以动

6、圈表指针指在相应的位置上。,2、热电阻的三线制接法,1）什么是三线制的接法？ 从热电阻本身引出三根线。其中两根将热电阻连接在电桥的桥臂上。另一根连到电桥电源的负极上。,2）为什么采用三线制接法 因为热电阻安装在测量现场，动圈表安装在控制台或控制室，两者之间要通过连接导线连接，而连接导线容易 受环境温度的影响引起导线电阻值的变化。当连接在两个桥臂上时，其变化可以互相抵消一部分。从而减小对仪表读数的影响。,热电阻与动圈表配套使用实际连线,1.R1+R11+R连 1=5 2.R2+R12+R连2=5 3.R13+ R连3 = 5,调整电阻的作用与大小,3、动圈式显示仪表使用注意事项,1、型号要匹配

7、动圈式显示仪表分为XCZ-101 和XCZ-102两种类型，每种类型又分为好几个型号，一定要注意动表的型号和热电偶、热电阻的型号匹配。 2、冷端补偿与三线制 热电偶和动圈表之间要考虑冷端补偿问题；热电阻和动圈表之间要考虑三线制接法问题。 3、调整电阻 调整R调，一定要保证热电偶的R外=15；保证热电阻的各支路R外= 5。,三、数字式显示仪表,定义 数字式显示仪表与各种测量仪表和传感器配合使用，对各种被测变量或工艺参数直接以数字形式显示其结果。 数字式显示仪表原理示意图,传感器,模拟信号,模/数转换器,微处理芯片,显示 屏,脉冲信号,智能数显仪表,AXM系列智能显示仪表，主芯片采用OFP封装的小

8、型化表面帖装大规模集成电路，片内带硬件看门狗及10位AD、DA；能够直接控制14位LED显示(每位8段)；具有3路模拟量输入、3路模拟量输出、3个开关量输入、5个开关量输出。,XD900智能数显表,测量精度：数显0.5级，光柱1级 报警功能：上限、下限可任意设置，报警继电器输出256VAC/1A 、输出一组24V/50mA直流电源，专供变送器用 电源：220VAC/50Hz 功耗：小于 4W,无纸记录仪,SWP-SSR无纸记录仪是智能化的多功能二次仪表，适合于对各种过程参量进行监测，控制，记录与数据远传。,1、可接受多达16路被测信号，根据用户设定要求完成从信号采集，控制，记录，追忆到传送的全

9、过程。 2、可直接与带有RS232串行口的打印机连接，完成定时打印，即时打印或报警打印。 3、仪表的串行通讯接口可与上位机进行数据传输，实现记录数据的集中管理。,无纸记录仪的特点,VPR200/300系列无纸记录仪采用单片微处理器为核心、大屏幕液晶单色或彩色显示、具有温压补偿、PID调节、智能调理、灵巧总线、电子储存、万能输入、在线自校正、自诊断和高精度、高性能、高可靠性、维护量低、无易耗品等特点。作为普通有纸记录仪的更新换代产品被广泛应用于化工、轻工、环保、生化、制药、食品等行业。,习题,1、动圈式仪表的工作原理是什么？它由哪些部分组成？各部分有何作用？ 2、XCZ-101和 XCZ-102这两台动圈表在结构上有何不同？,3、热电偶与动圈式仪表配套使用时，为什么要规定