第四章--顯示儀表要點

第四章顯示儀表 第一節(jié)模擬式顯示儀表第二節(jié)數(shù)字式顯示儀表第三節(jié)新型顯示儀表 凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進(jìn)行指示 記錄或累積的儀表統(tǒng)稱為顯示儀表 2 顯示儀表的分類按能量分 電動顯示儀表 氣動顯示儀表 按顯示的方式分 顯示儀表 模擬式顯示儀表 指針位移或記錄筆 數(shù)字式顯示儀表 數(shù)字顯示 屏幕顯示儀表 數(shù)字 字符 曲線和圖像顯示 1 顯示儀表 數(shù)字式顯示儀表 以數(shù)字的形式直接顯示被測參數(shù)大小的儀表 因具有速度快 精度高 讀數(shù)直觀 便于與計算機(jī)等數(shù)字裝置聯(lián)用等特點 正在迅速發(fā)展 屏幕顯示儀表 將圖形 字符 曲線及數(shù)字等直接在屏幕上進(jìn)行顯示 是一種新型顯示儀器 用途非常廣泛 模擬式顯示儀表 以儀表指針 記錄筆 的角位移 線位移 來模擬顯示被測參數(shù)連續(xù)變化的儀表 測量速度較慢 精度較低 讀數(shù)易造成多值性 1 工作原理 平衡法 補(bǔ)償法 零值法 將被測電勢與已知的標(biāo)準(zhǔn)電勢比較 當(dāng)兩者的差值為零時 被測電勢就等于已知的標(biāo)準(zhǔn)電勢 1 手動電位差計 I恒定 R為錳銅電阻 線性度高 調(diào)節(jié)觸點C 當(dāng)IG 0時 Et UCB IRCB 由C的位置 讀UCB 即測Et 一 自動電子電位差計 自動平衡式顯示儀表 電子電位差計和電子自動平衡電橋 特點 測量精度高 工作可靠 可測量顯示溫度 壓力 流量 物位等參數(shù) 第一節(jié)模擬式顯示儀表 直接測量直流電壓信號 1 采用全補(bǔ)償法 IG 0 熱電偶 連接導(dǎo)線的接入對測量不產(chǎn)生任何影響 2 采用高靈敏度檢流計 可保證測量的準(zhǔn)確度 3 只能進(jìn)行間斷測量 不能進(jìn)行自動記錄 需人工參與 2 測量準(zhǔn)確的原因 2 自動電子電位差計的工作原理 用可逆電動機(jī)及一套機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)代替人手進(jìn)行電壓平衡操作 用放大器代替了檢流計來測不平衡電壓并控制可逆電動機(jī)的工作 t0 0 室溫t1時 熱電勢減少 t減小 造成測量誤差 3 自動電子電位差計的測量橋路 在實際中需解決下列兩個問題 t0 0 時 觸點C與t一一對應(yīng) E t 0 t 反映真實溫度 1 冷端溫度補(bǔ)償問題 解決這個問題 需加一個支路R2 銅絲 R3 R2與熱電偶冷端處于同一溫度 當(dāng)t1 R2 UR2 而熱電偶的熱電勢 達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)哪康?UR2 E t0 0 E t t0 E t 0 E t0 0 E t 0 t 3 自動電子電位差計的測量橋路 2 量程匹配問題 RGRM 觸點C為起點時 UCD E t1 0 儀表標(biāo)尺下限為多種時 需串接電阻RG RG UCD 下限值 觸點C處于右端時 UCD為上限t2的熱電勢 RM越小 則RP電流越小 量程越窄 R總 RP RM減少 I1不變 RP兩端電壓減少 可改變量程 XW系列自動電子電位差計測量橋路原理圖 X 顯示儀表 W 直流電位差計 1 電阻R2 實現(xiàn)冷端溫度自動補(bǔ)償 熱電偶的E t t0 時 儀表顯示的溫度為t 儀表刻度不變化 2 下支路限流電阻R3限制I2 2mA 25 精密電阻 精度為0 2 以內(nèi) 鎳鉻 鎳硅時R2 5 33 鎳鉻 考銅時R2 8 92 鉑銠 鉑時R2 0 74 熱電偶不同 R2值就不同 3 上支路限流電阻R4 保證I1 4mA XW系列自動電子電位差計測量橋路原理圖 4 滑線電阻RP 重要部件 儀表的誤差 靈敏度等與RP優(yōu)劣有關(guān) RP 90 線性度高的錳銅 不足時 使RP RB 90 5 量程電阻RM RM由儀表測量范圍和熱電偶分度號決定的 RM越大 IM越小 量程越大 反之 量程越小 通過改變RM RG R4來改變量程 6 始端 下限 電阻RG 決定測量下限的高低 當(dāng)C點處于起點時 UCD為標(biāo)尺下限的熱電勢 RG UCD 大 測量下限越高 4 自動電子電位差計的結(jié)構(gòu) 原理方框圖 結(jié)構(gòu)示意圖 4 自動電子電位差計的結(jié)構(gòu) 二 自動電子平衡電橋 熱電阻 當(dāng)t 后 滑動觸點在RP的某一位置B時 電橋平衡 R3 Rt0 Rt RP r1 R2 R4 r1 2 2 1 則得 RtR3 r1R3 R2r1 1 平衡電橋測溫原理 當(dāng)溫度在下限時 Rt為Rt0 滑動觸點在RP的左端 此時電橋平衡 R3 Rt0 RP R2R4 1 觸點位移與熱電阻的增量呈線性關(guān)系 二線制接法 1 基本原理 將檢流計換成放大器 利用被放大的不平衡電壓推動可逆電機(jī) 帶動觸點B移動達(dá)到電橋平衡 XD系列交流電橋 XQ系列直流電橋 2 自動電子平衡電橋 2 測量橋路各電阻的作用 直流電源為1V 交流電源為6 3V 起始電阻 量程電阻 滑線電阻 三線制接法 外接調(diào)整電阻R1 2 5 I1 I2 3mA 交流限流電阻R7 保證電流在規(guī)定的范圍內(nèi) 以防燒毀 4 自動電子平衡電橋的結(jié)構(gòu)原理方框圖 接法 由熱電阻一端引出兩根線 其中一線接電橋的一橋臂 另一線接電源的負(fù)極 熱電阻另一端的一根線接熱電阻所在的橋臂 為了盡量減小誤差 電阻值為2 5 3 熱電阻采用三線制接法 1 相同之處 1 組成相同 放大器 可逆電機(jī) 同步電機(jī) 指示記錄部分 2 與儀表配套的測溫元件 熱電偶 熱電阻 外形結(jié)構(gòu)相似 3 自動電子平衡電橋與自動電子電位差計比較 2 不相同之處 1 輸入信號 電位差計為電勢 電子平衡電橋為電阻 2 作用原理 電位差計測量電橋在測量時處于不平衡 輸出不平衡電壓 與被測電勢大小相同極性相反 與被測電勢補(bǔ)償 使儀表達(dá)到平衡 電子平衡電橋 當(dāng)儀表達(dá)到平衡時 測量電橋處于平衡 即無輸出 3 電位差計測溫時 考慮熱電偶冷端溫度補(bǔ)償問題 4 測溫元件與測量電橋的連接方式不同 熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線采用兩線制接法 熱電阻采用三線制接法 5 穩(wěn)壓源的供電方式 電位差計用直流 電子平衡電橋可直流也可交流 例1 K分度號的熱電偶采用如圖所示的方式與配套的電子電位差計接入控制室測爐溫 已知電子電位差計顯示溫度為1000 C時 求實際溫度t 解題思路 根據(jù)電位差計 顯示1000 C則對應(yīng)的熱電勢 EK 1000 0 電位差計中有溫度補(bǔ)償?shù)你~電阻 補(bǔ)償熱電勢 UR EK 20 0 補(bǔ)償導(dǎo)線可實現(xiàn)冷端溫度遷移 熱電偶所測的熱電勢為 EK t 20 其與補(bǔ)償熱電勢一起使儀表顯示1000 C 則依題意有 EK t 20 EK 20 0 EK 1000 0 由中間溫度定律可知t 1000 C 例2 K分度號的熱電偶采用下圖的方式與配套的電位差計接入控制室測爐溫 已知電位差計顯示溫度為700 C時 求實際溫度t EK t 0 EK 700 0 EK 20 0 EK 30 0 29128 798 1203 29533 V 解 查表得 EK 20 0 798 V EK 700 0 29128 VEK 30 0 1203 V 依題意有 EK t 30 EK 20 0 EK 700 0 EK t 0 EK 30 0 EK 20 0 EK 700 0 t 709 29533 29505 29547 29505 709 7 C 查表 EK 709 0 29505 V EK 710 0 29547 V 例3 K分度號的熱電偶采用下圖的方式與E分度號的電位差計接入控制室測爐溫 已知電位差計顯示溫度為400 C時 求實際溫度t EK t 0 EE 400 0 EE 20 0 EK 20 0 28943 1192 798 28549 V 解 查表得 EK 20 0 798 V EE 20 0 1192 V EE 400 0 28943 V 依題意有 EK t 20 EE 20 0 EE 400 0 查表 EK 686 0 28540 V EK 687 0 28583 V t 686 28549 28540 28583 28540 686 2 C 第二節(jié)數(shù)字式顯示儀表 數(shù)字式顯示儀表 用數(shù)字顯示測量結(jié)果的儀表 是一種具有模 數(shù)轉(zhuǎn)換器并以十進(jìn)制數(shù)碼形式顯示被測量值的儀表 一 數(shù)字式顯示儀表的特點及分類 數(shù)字式顯示儀表 按輸入信號形式分 電壓型 按顯示方式分 單點 多點 頻率型 單點 按功能分 顯示儀 多點 顯示報警儀 顯示報警輸出記錄儀 顯示輸出儀 顯示記錄儀 按顯示方式分 按功能分 按功能分 按功能分 特點 直接顯示數(shù)字 清晰直觀 讀數(shù)方便 不產(chǎn)生視差 線路簡單 可靠性好 耐振性好 調(diào)試和維修方便 降低成本 組成 信號變換 前置放大 非線性校正或開方運(yùn)算 模 數(shù) A D 轉(zhuǎn)換 標(biāo)度變換 數(shù)字顯示 電壓 電流 V I 轉(zhuǎn)換及各種控制電路等 二 數(shù)字顯示儀表的基本組成 2 將小信號 毫伏級 放大 伏級 其中加濾波電路可抑止干擾信號 1 將輸入信號轉(zhuǎn)換成電壓 電流 值 3 將信號處理成線性特性 提高儀表測量精度 開方運(yùn)算將差壓信號轉(zhuǎn)換成流量值 與熱電偶配套的數(shù)顯儀表還有冷端溫度自動補(bǔ)償功能 4 A D轉(zhuǎn)換電路 數(shù)顯儀表的核心 二 數(shù)字顯示儀表的基本組成 分類 把連續(xù)變化的模擬量變換成斷續(xù)變化的脈沖數(shù)字量 5 標(biāo)度變換電路 間接型 雙積分型 脈沖寬帶調(diào)制型 電壓 頻率轉(zhuǎn)換型 直接型 逐次比較型 間接型 將模擬量轉(zhuǎn)換一個中間量 T f 再轉(zhuǎn)換數(shù)字量 抗干擾能力強(qiáng) 直接型 直接將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 將顯示值和被測原始參數(shù)值統(tǒng)一起來 使儀表以工程量值形式顯示被測參數(shù) 如被測溫度為65 時 A D轉(zhuǎn)換計數(shù)器輸出為1000個脈沖 經(jīng)過標(biāo)度變換使儀表直接顯示65 6 數(shù)字顯示電路及光柱電平驅(qū)動電路 二 數(shù)字顯示儀表的基本組成 光柱電平驅(qū)動電路 將測量信號與一組基準(zhǔn)值比較 驅(qū)動一列發(fā)光二極管 使被測值以光柱高度或長度形式顯示 數(shù)字顯示方法 發(fā)光二極管 LED 和液晶顯示器 LCD 等 7 V I轉(zhuǎn)換電路和控制電路 V I轉(zhuǎn)換電路 將電壓轉(zhuǎn)換4 20mA 0 10mA 直流電流信號 與電動單元組合儀表 可編程序控制器或計算機(jī)連用 7 V I轉(zhuǎn)換電路和控制電路 控制電路 根據(jù)偏差信號按PID或其他控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算 輸出控制信號 直接對生產(chǎn)過程加以控制 第三節(jié)新型顯示儀表 定義 涉及微處理技術(shù) 新型顯示和記錄技術(shù) 數(shù)據(jù)存儲和控制技術(shù) 把信號檢測處理 顯示 記錄 數(shù)據(jù)存儲 通訊 控制 復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算等全部或部分功能集合于一體的新型儀表 特點 使用方便 觀察直觀 功能豐富 可靠性高 維護(hù)簡單 一 無筆 無紙記錄儀 1 概述 該儀表輸入信號多樣化 可對溫度 壓力 流量 物位等參數(shù)進(jìn)行組態(tài)與編程并直接顯示 記錄 帶有報警功能 以CPU為核心的液晶顯示記錄儀 直接把信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字 保存在隨機(jī)存儲器內(nèi) 可在液晶顯示屏上顯示 需要時可把記錄曲線或數(shù)據(jù)送到打印機(jī)打印或計算機(jī)保存和進(jìn)一步處理 2 無筆 無紙記錄儀的原理與組成 記錄儀的核心 數(shù)據(jù)計算與邏輯處理 存貯CPU處理后的歷史數(shù)據(jù) 可保存3 170天的數(shù)據(jù) 固化程序 CPU操作的軟件 將CPU內(nèi)數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上 顯示160 128點陣 輸入指令 產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時鐘 發(fā)出報警信號 實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊 組態(tài)界面時間組態(tài) 用于組態(tài) 或修改 日期 時間 記錄點數(shù)和采樣周期 頁面及記錄間隔的組態(tài) 用于頁面 記錄間隔的設(shè)置 背光的打開 關(guān)閉設(shè)置 各個通道信息組態(tài) 各個通道輸入量 測量上下限 報警上下限 開方運(yùn)算等設(shè)置 通訊信息組態(tài) 用于通訊地址和方式的設(shè)置 顯示畫面選擇組態(tài) 選擇最需要的顯示畫面 報警信息組態(tài) 每個通道的上下限報警觸點的設(shè)置 2 無筆 無紙記錄儀的原理與組成 利用計算機(jī)強(qiáng)大的功能來完成顯示儀表所有的工作 特點 在計算機(jī)屏幕上完全模仿實際使用中的各種儀表 如儀表面盤 操作盤 接線端子等 用戶通過計算機(jī)鍵盤 鼠標(biāo)或觸摸屏進(jìn)行各種操作 一臺計算機(jī)可同時實現(xiàn)多臺虛擬儀表 可集中運(yùn)行和顯示 二 虛擬顯示儀表 傳統(tǒng)儀器 是一個實物器具 實物的基本特點 形狀 大小 體積和重量 在傳統(tǒng)儀器的操縱面板上可通過開關(guān) 按鍵來操縱它 同時通過它的顯示區(qū)域可獲得最終的測量結(jié)果 9 1虛擬儀器技術(shù) VirtualInstrument 簡記為VI 虛擬儀器 不是一個實物器具 是基于計算機(jī)的測量儀器 沒有固定尺寸和外觀形狀 它通過軟件在計算機(jī)的屏幕上以各種圖形的方式模擬出傳統(tǒng)儀器的外觀及操縱儀器所需的開關(guān) 按鍵 顯示器等部件 虛擬儀器的操作是通過計算機(jī)的鼠標(biāo)或鍵盤來實現(xiàn)的 與傳統(tǒng)儀器比較 二 模 數(shù)轉(zhuǎn)換 A D 一 基本概念1 主要任務(wù) 是使連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成與其成比例的 斷續(xù)變化的數(shù)字量 便于進(jìn)行數(shù)字顯示 2 模擬量 可在其測量范圍內(nèi)任意變化 即模擬量是連續(xù)變化的 將0 9這十個數(shù)字 通過指針或記錄筆位移模擬表示其信號大小的 3 數(shù)字量 數(shù)字量的電信號 只能取二進(jìn)制數(shù)中即 0 和 1 的任一個狀態(tài) 一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)可表達(dá)一個確定的被測量 數(shù)字量是非連續(xù)的量 它們也可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兪熘氖M(jìn)制數(shù) 直接以數(shù)字的形式表示被測量 4 計量單位 用一定的計量單位使連續(xù)變化的模擬量整量化 才能得到近似的數(shù)字量 計量單位越小 整量化的誤差就越小 數(shù)字量越接近連續(xù)量本身的值 分割的階梯 一個量化單位 越小 轉(zhuǎn)換精度越高 但要求模 數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的頻率響應(yīng) 前置放大的穩(wěn)定性等越高 這是一對矛盾 二 模 數(shù)轉(zhuǎn)換 A D 的方法 1 時間間隔 數(shù)字轉(zhuǎn)換 2 電壓 數(shù)字轉(zhuǎn)換 V D轉(zhuǎn)換 重點是V D轉(zhuǎn)換 3 機(jī)械量 直線位移和角度 數(shù)字轉(zhuǎn)換 下面介紹V D轉(zhuǎn)換中兩種類型 雙積分型 逐次比較型 1 雙積分型 間接法 1 定義 在一次測量過程中 用同一個積分器進(jìn)行兩次積分 一次是對被測電壓Vx的定時積分 另一次是對標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr的定值積分 2 基本原理 將一段時間內(nèi)的模擬電壓通過兩次積分 變換成與其平均值成正比的時間間隔 然后由脈沖發(fā)生器和計數(shù)器來測量此時間間隔而得到數(shù)字量 定時 定值 3 積分過程定時積分 t1時 S接通 Vx 積分時間為T1 積分區(qū)間為t1 t2 則輸出電壓為 在T1時間內(nèi) Vx的平均值為 則 定值積分 t2時 S接通Vr 輸入反向 積分器反向積分 在T2時間內(nèi) 輸出電壓為 則 即 當(dāng)T1 Vr一定時 Vx與時間間隔T2成比例 2 逐次比較型 直接法 1 基本原理 將要轉(zhuǎn)換的模擬電壓信號與一套相鄰電壓數(shù)值相差2倍 為二進(jìn)制關(guān)系 的標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行逐次比較 不斷逼近 直到兩者相等為止 標(biāo)準(zhǔn)電壓以二進(jìn)制形式輸出 2 逐次比較的條件 一個電壓轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)碼 1 要有一套相鄰關(guān)系為二進(jìn)制的標(biāo)準(zhǔn)電壓 產(chǎn)生這套電壓的網(wǎng)絡(luò)稱為解碼網(wǎng)絡(luò) 2 要有一個比較鑒別器 把由解碼網(wǎng)絡(luò)來的 每次進(jìn)行試探的電壓和被轉(zhuǎn)換的電壓進(jìn)行比較 并判別其大小 以決定是否保留這位電壓 3 要有一個數(shù)碼寄存器 保存每次比較的結(jié)果是 1 或 0 4 要有一套控制線路來完成以下兩個任務(wù) a 比較由高位開始 由高位到低位逐次比較 b 根據(jù)每次比較結(jié)果 使相應(yīng)位的數(shù)碼寄存器記 1 或 0 并由此決定是否保留這位 解碼網(wǎng)絡(luò) 來的電壓 例如 將3V的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號 可采用一套電壓值分別如下的共11種電壓 2 5V 1 25V 0 625V 0 3125V 2 5 210V 比較過程如下 用2 5V電壓與3V比較 2 53 0 不保留 記 10 再用0 625V與3V比較 2 5 0 625 3 0 不保留 記 100 再用0 3125V與3V比較 2 5 0 3125 3 0 保留 記 1001 如此比較 直到2 5 210電壓用完為止 最終所用的標(biāo)準(zhǔn)電壓的總和接近3V 比較過程結(jié)束 此時寄存器中所記錄的數(shù)字信號即3V所對應(yīng)的數(shù)字信號 模擬電壓信號 3V 數(shù)字信號為 10011001100 模數(shù)轉(zhuǎn)化 逐次比較型 測量過程不像雙積分需要一段時間 所以具有高速轉(zhuǎn)換性能 具有測量精度高 穩(wěn)定性好 測量速度高特點 但有電路復(fù)雜 抗干擾性差 要求精密元件多等缺點 三 電子計數(shù)器1 組成 由多個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器串聯(lián)而成 可對接受的脈沖進(jìn)行逢十進(jìn)一的計數(shù) 還能通過譯碼器譯成十個狀態(tài) 0 9 驅(qū)動數(shù)碼管 將被測數(shù)據(jù)顯示出來 2 當(dāng)用逐次比較型模 數(shù)轉(zhuǎn)換器時 用以驅(qū)動增減基準(zhǔn)電壓砝碼的脈沖可直接送往計數(shù)器計數(shù) 當(dāng)用雙積分型模 數(shù)轉(zhuǎn)換器時 先將模擬量轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的時間間隔 再將時間間隔轉(zhuǎn)換為數(shù)字量 才能計數(shù) 3 時間間隔測量方法寬度TB為所要測量的時間間隔 石英晶體振蕩器可獲得精確的時基信號 周期為1s 閘門為門電路 以B的輸入寬度TB為控制閘門電路的啟閉時間 B的脈沖前沿去開門 B的脈沖后沿去關(guān)門 A的輸入信號在閘門開放的時間內(nèi) 直接送入計數(shù)器 進(jìn)行計數(shù) 所計之?dāng)?shù)N為 N fA TBfA為A通道信號的頻率 當(dāng)fA 1時 N TB 四 寄存器作用 把計數(shù)器的某一狀態(tài)保存下來 供譯碼顯示用 而把計數(shù)器的其他狀態(tài)與譯碼器隔開不予顯示 五 顯示器在數(shù)顯儀表中 測量的結(jié)果都是用數(shù)字形式直接顯示的 數(shù)字顯示的方法有輝光數(shù)碼管顯示器 發(fā)光二極管 液晶顯示器等 輝光數(shù)碼管 利用輝光放電原理制成的 充稀有氣體 氖 氙 輝光數(shù)碼管顯示器 一個陽極和十個陰極 譯碼器中的譯碼狀態(tài) 計數(shù)器接受的脈沖數(shù) 輸入信號因此顯示器所顯示的數(shù)字就反映被測參數(shù)的大小 1 六 非線性補(bǔ)償1 將被測參數(shù)從模擬量轉(zhuǎn)換到數(shù)字顯示這一過程中 如何使顯示值和儀表的輸入之間具有一定規(guī)律的非線性關(guān)系 以補(bǔ)償輸入信號和被測參數(shù)之間的非線性關(guān)系 從而使顯示值和被測參數(shù)之間呈線性關(guān)系 2 方法 模擬式非線性補(bǔ)償法 非線性模 數(shù)轉(zhuǎn)換補(bǔ)償法 數(shù)字式非線性補(bǔ)償法 以雙積分型模 數(shù)轉(zhuǎn)換為例說明非線性補(bǔ)償 以熱電偶測溫數(shù)字儀表為例 熱電勢E與t的非線性曲線如圖 而要求儀表的顯示數(shù)值N與溫度t成 即N Kt 以雙積分型模 數(shù)轉(zhuǎn)換為例說明非線性補(bǔ)償 為了得到線性關(guān)系 把模 數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計成非線性以補(bǔ)償E與t的非線性 步驟如下 1 根據(jù)生產(chǎn)實際的允許 用幾段直線代替E f t 曲線 2 確定直線斜率 并逐段進(jìn)行模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 實現(xiàn)被測參數(shù)的線性顯示 T2與Vx成正比 在T2內(nèi)進(jìn)行數(shù)字測試 則數(shù)字值N與被測電壓Vx成正比 N Vx t 七 標(biāo)度變換1 標(biāo)度變換實質(zhì)的含義就是比例尺的變更 模擬量經(jīng)模 數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后 以計數(shù)脈沖的形式輸出時 不能直接送給譯碼顯示電路 而先經(jīng)過數(shù)字運(yùn)算器 再進(jìn)行譯碼顯示 便可實現(xiàn)被測物理量的直接數(shù)字顯示 2 方法 標(biāo)度變換可在模擬部分進(jìn)行 也可在數(shù)字部分進(jìn)行 實例 如被測溫度為650 時 模 數(shù)轉(zhuǎn)換后計數(shù)器的輸出為1000個脈沖 如直接顯示為1000 這就使顯示值和被測量 溫度 不一致 為了在儀表上直接顯示650 的溫度值 就必須設(shè)置標(biāo)度變換環(huán)節(jié) 將此脈沖送至運(yùn)算器進(jìn)行乘0 65的運(yùn)算 則輸出650個脈沖 再到譯碼顯示電路則儀表顯示為650 與被測溫度值取得了一致 實現(xiàn)了標(biāo)度變換 八 接熱電偶的數(shù)字顯示儀表實例 冷端溫度補(bǔ)償電橋 用以補(bǔ)償熱電偶冷端溫度偏離0 時所引起的誤差 雙T網(wǎng)絡(luò) 熱電勢經(jīng)補(bǔ)償電橋后 在進(jìn)入毫伏放大器前 需先經(jīng)雙T網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行濾波 以抑制干擾信號 毫伏放大器 是一個高靈敏度的調(diào)制型直流放大器 閉環(huán)增益為幾十倍 其分辨能力可達(dá)l V 可具有溫度0 1 的分辨能力 非線性補(bǔ)償器 由十幾個線性集成運(yùn)放組成 在一定范圍內(nèi) 用8段直線逼近熱電勢的特性曲線 使輸出電壓與溫度成線性關(guān)系 數(shù)字表 線性化后的信號可達(dá)到1mV 它實際為數(shù)字電壓表 顯示被測溫度的高低 第六節(jié)新型顯示記錄儀表 一 概述1 定義 以CPU為核心的液晶顯示的記錄儀2 特點可實現(xiàn)高性能 多回路的檢測 記錄信號變成數(shù)字信號 并加以保存 傳輸 處理及打印 無機(jī)械的傳動機(jī)構(gòu) 紙 筆 采用液晶顯示器進(jìn)行數(shù)字顯示和記錄 對溫度 壓力 流量 物位等參數(shù)進(jìn)行組態(tài)與編程并直接數(shù)字顯示 記錄 帶有報警功能 精度高 可靠性強(qiáng) 價格與一般記錄儀相同 二 無筆 無紙記錄儀的原理與組成 CPU 是記錄儀的核心 有數(shù)據(jù)計算與邏輯處理的功能 A D轉(zhuǎn)換器 將模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)字量以便CPU進(jìn)行運(yùn)算處理 只讀存貯器 ROM 用來固化程序 它指揮CPU完成各種功能操作的軟件 隨機(jī)器 RAM 用來存貯CPU處理后的歷史數(shù)據(jù) 可保存3 170天時間的數(shù)據(jù) 顯示控制器 將CPU內(nèi)數(shù)據(jù)顯示在點陣液晶顯示屏上 液晶顯示屏 可顯示160 128點陣 鍵盤控制器 通過鍵盤輸入信號至CPU 使CPU按照鍵入要求工作 報警輸出電路 當(dāng)被記錄的數(shù)據(jù)超限時 CPU發(fā)出信號給報警電路 產(chǎn)生報警輸出 時鐘電路 產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時鐘給CPU 三 記錄儀的使用 1 實時單通道顯示上圖為實時單通道顯示界面 1 左上角顯示日期與時間 2 右上角顯示該通道的工程單位 3 第二行為棒圖 并含有上下限報警標(biāo)志顯示 4 H 上限報警 L 下限報警 并顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)的通道號 5 手動 自動翻頁顯示 A 自動翻頁顯示 M 手動翻頁顯示 6 用百分量標(biāo)尺顯示實時趨勢曲線 并標(biāo)有時間標(biāo)尺 右端為0 表示當(dāng)前時刻 左端為2 5min 表示2 5min前的時間 可顯示2 5min的實時趨勢曲線 7 屏幕底端六個 模擬顯示六個報警觸點的當(dāng)前狀態(tài) 表示該觸點處于報警閉合狀態(tài) 表示該觸點處于非報警狀態(tài) 8 最后一行為各種按鍵 上方符號表示組態(tài)用按鍵 下方為顯示用按鍵 2 組態(tài)界面接入組態(tài) 顯示切換插針 由實時單通道顯示變成組態(tài)顯示 時間及通道組態(tài) 用于組態(tài) 或修改 日期 時間 記錄點數(shù)和采樣周期 頁面及記錄間隔的組態(tài) 用于頁面 記錄間隔的設(shè)置 背光的打開 關(guān)閉設(shè)置 各個通道信息組態(tài) 各個通道測量上下限 報警上下限 濾波時間常數(shù)及開方與否的設(shè)置 通訊信息組態(tài) 用于通訊地址和方式的設(shè)置 顯示畫面選擇組態(tài) 選擇最需要的顯示畫面 報警信息組態(tài) 每個通道的上下限報警觸點的設(shè)置 四 無筆 無紙記錄儀的特點1 液晶全動態(tài)顯示 即清晰 又明了 2 輸入信號多樣化 并以CPU為核心 可實現(xiàn)高性能 多回路的監(jiān)視 3 無筆 無紙 無墨水 無一切機(jī)械轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu) 無需日常維護(hù) 4 精度高 5 可靠性高 價格與一般記錄儀相仿 電子電位差計使用時注意的問題 對于標(biāo)尺始端為0 C的電位差計 當(dāng)熱電偶短路時 E t0 t0 0 滑動變阻器觸點指示在對應(yīng)溫度為電子電位差計所在的環(huán)境溫度的位置 當(dāng)滑動變阻器觸點在最左端 對應(yīng)為所測溫度的起始點當(dāng)滑動變阻器觸點在最右端 對應(yīng)為所測溫度的最高點熱電偶有自動溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?電源電壓為直流 1V 上支路電流為4mA 下支路電流為2mA 4 自動電子平衡電橋使用時注意的問題當(dāng)熱電阻短路時 滑動變阻器觸點在最左端 對應(yīng)為溫度的起始點 當(dāng)熱電阻斷路時 滑動變阻器觸點移向最右端 有可能損壞電子自動平衡電橋 當(dāng)滑動變阻器觸點在最左端 對應(yīng)為所測溫度的起始點當(dāng)滑動變阻器觸點在最右端 對應(yīng)為所測溫度的最高點必須采用三線制接法 各線電阻為2 5 電源電壓可為直流 1V 或為交流 6 3V