控制儀表及裝置第二章.

1、內(nèi)容安排內(nèi)容安排第一節(jié)第一節(jié) 變送器的構成變送器的構成第二節(jié)第二節(jié) 差壓變送器差壓變送器第三節(jié)第三節(jié) 溫度變送器溫度變送器第四節(jié)第四節(jié) 電電/ /氣轉換器氣轉換器第一節(jié)第一節(jié) 變送器的構成變送器的構成一、構成原理一、構成原理0()1KyCxzKF01()yCxzF1 K F變送器的構成原理和輸入輸出特性yxymaxxmaxxminymin0測量部分測量部分C放大器放大器K反饋部分反饋部分F調(diào)零、零點遷移調(diào)零、零點遷移Zi Zf Z0 yx信號處理部分信號處理部分二、量程調(diào)整、零點調(diào)整和零點遷移二、量程調(diào)整、零點調(diào)整和零點遷移量程調(diào)整：包括上限調(diào)整和下限調(diào)整量程調(diào)整：包括上限調(diào)整和下限調(diào)整上限調(diào)

2、整（滿度調(diào)整）：輸出信號的上限值 與測量信號的上限值 相對應。maxymaxx下限調(diào)整：零點調(diào)整、零點遷移方法：方法：改變反饋部分反饋系數(shù)改變反饋部分反饋系數(shù) 改變測量部分轉換系數(shù)改變測量部分轉換系數(shù)量程調(diào)整量程調(diào)整相當于改變變相當于改變變送器的輸入輸出特性的送器的輸入輸出特性的斜率，也就是改變變送斜率，也就是改變變送器輸出信號器輸出信號y y與輸入信號與輸入信號x x之間的比例系數(shù)。之間的比例系數(shù)。 零點調(diào)整零點調(diào)整使變送器測量起始點為零；使變送器測量起始點為零；零點遷移零點遷移是把測量起是把測量起始點由零遷移到某一數(shù)值始點由零遷移到某一數(shù)值。當測量起始點由零變?yōu)槟骋徽敎y量起始點由零變?yōu)槟?/p>

3、一正值，稱正遷移；而由零變?yōu)槟骋回撝?，稱為負遷移。值，稱正遷移；而由零變?yōu)槟骋回撝?，稱為負遷移。 零點調(diào)整和零點遷移零點調(diào)整和零點遷移都是都是使變送器的輸出信號下限使變送器的輸出信號下限值值y ymimin n與測量范圍的下限值與測量范圍的下限值x xmimin n相對應，在相對應，在x xmimin n= = 0 0時，時，稱為零點調(diào)整，在稱為零點調(diào)整，在x xminmin 0 0時，稱為零點遷移時，稱為零點遷移。 實現(xiàn)方法：實現(xiàn)方法：改變調(diào)零信號改變調(diào)零信號Z Z0 0 變送器的零點遷移與量程調(diào)整變送器的零點遷移與量程調(diào)整 必要性必要性l適用于大范圍物理量的測量；l正確選測測量范圍；差壓變

4、送器的測量范圍等于量程和遷移量之和。l提高測量的準確度；變送器的零點遷移與量程調(diào)整變送器的零點遷移與量程調(diào)整 零點遷移配合量程調(diào)整意義舉例零點遷移配合量程調(diào)整意義舉例差壓變送器精度為0.5級，量程為 010 Kpa，被測差壓范圍是610KPa；調(diào)整前： 變送器輸出最大誤差為： 10 x 0.5% = 0.05 Kpa (50 Pa)；調(diào)整后（零點遷移，遷移量6KPa，量程為 4 KPa）； 變送器輸出最大誤差為： 4 x 0.5% = 0.02 Kpa (20 Pa)；提高測量精度變送器的零點遷移與量程調(diào)整變送器的零點遷移與量程調(diào)整 零點遷移配合量程調(diào)整意義舉例零點遷移配合量程調(diào)整意義舉例零點

5、正遷移：以抵消連通管路中的液體靜壓力液位為零，變送器輸出大于零變送器的零點遷移與量程調(diào)整（變送器的零點遷移與量程調(diào)整（5） 零點遷移配合量程調(diào)整意義舉例零點遷移配合量程調(diào)整意義舉例零點負遷移：以抵消負壓室多出的固定差壓液位為零，變送器輸出小于零第二節(jié)第二節(jié) 差壓變送器差壓變送器作用：作用：用來將用來將壓力、壓力、差壓、流量、液位等被測參數(shù)差壓、流量、液位等被測參數(shù) 轉換為統(tǒng)一標準的信號，以實現(xiàn)對這些參數(shù)轉換為統(tǒng)一標準的信號，以實現(xiàn)對這些參數(shù) 的顯示、記錄或自動控制的顯示、記錄或自動控制。應用：應用：壓力變送器壓力變送器顯示、記錄或控制顯示、記錄或控制配電器配電器測壓力：測壓力：差壓變送器差壓變

6、送器配電器配電器顯示、記錄控制顯示、記錄控制開方器開方器測流量：測流量：H 通大氣通大氣測液位：測液位： 第二節(jié)第二節(jié) 差壓變送器差壓變送器分類：力平衡式差壓變送器力平衡式差壓變送器 電容式電容式差壓變送器差壓變送器 擴散硅式差壓變送器擴散硅式差壓變送器一、力平衡式差壓變送器一、力平衡式差壓變送器測量部分測量部分杠杠系統(tǒng)杠杠系統(tǒng)位移檢測位移檢測放大器放大器電磁反饋電磁反饋機構系統(tǒng)機構系統(tǒng)piFiFfI0變送器構成方框圖變送器構成方框圖力平衡式差壓變送器力平衡式差壓變送器力平衡式差壓變送器l變送器信號傳輸方框圖-作用：作用：把被測差把被測差壓壓P轉換成作用轉換成作用于主杠桿下端的于主杠桿下端的輸

7、入力輸入力Fi 1.測量部分測量部分作用：作用：進行進行力的傳遞和力的傳遞和力矩比較力矩比較。 2.2.杠桿系統(tǒng)杠桿系統(tǒng) 3.3.電磁反饋裝置電磁反饋裝置 作用：作用：把變送把變送器的輸出電流器的輸出電流I0轉換成作用轉換成作用于副杠桿的電于副杠桿的電磁反饋力磁反饋力Ff 4.4.低頻位移檢測低頻位移檢測放大器放大器 作用：作用：把副杠桿上位移檢測片（銜鐵）的微小位把副杠桿上位移檢測片（銜鐵）的微小位 移移S轉換成轉換成420mA的直流輸出電流。的直流輸出電流。組成：組成：由由差動變壓器差動變壓器、低頻振蕩器、整流濾波電、低頻振蕩器、整流濾波電 路、功率放大器組成。路、功率放大器組成。 差動變

8、壓器差動變壓器BD上罐形磁芯上罐形磁芯下罐形磁芯下罐形磁芯AC檢測片檢測片差動變壓器的結構差動變壓器的結構S差動變壓器原理圖差動變壓器原理圖（一）概述（一）概述二、二、電容式差壓變送器電容式差壓變送器檢測元件檢測元件差動電容差動電容構成原理位移平衡式構成原理位移平衡式變送器變送器構成方框圖構成方框圖感壓感壓膜片膜片差動差動電容電容電容電容-電流電流轉換電路轉換電路 放大和輸放大和輸出限制電路出限制電路反饋反饋電路電路調(diào)零、遷移信號調(diào)零、遷移信號反饋信號iPS2121iiiiCCCC21II0I（二）測量部件（二）測量部件 作用：作用：iP2121iiiiCCCCi1i20CC時，iPi1i10

9、CC時，電容量減小，電容量增大iP測量部件結構測量部件結構21002210001/()1/()1/()1/()iiiiCCASSSSSKSCCASSSSS 1iSKP11110iAACSSS22220iAACSSS結論：結論：1212iiiiCCCC(1) 相對變化值相對變化值 與被測差壓與被測差壓 成線性關系。成線性關系。 iP(2) 與介電常數(shù)與介電常數(shù) 無關無關 ,可大大減小溫度對變送器的影響?？纱蟠鬁p小溫度對變送器的影響。 (3) 與與 有關。有關。 愈小，靈敏度越高。愈小，靈敏度越高。0S0S（三）轉換放大電路（三）轉換放大電路作用：作用： 將差動電容的相對變化值，轉換成標準的電將差

10、動電容的相對變化值，轉換成標準的電流輸出信號。流輸出信號。 此外，還要實現(xiàn)零點調(diào)整、正負遷移、量程此外，還要實現(xiàn)零點調(diào)整、正負遷移、量程調(diào)整、阻尼調(diào)整等功能。調(diào)整、阻尼調(diào)整等功能。電路包括電容電流轉換電路電容電流轉換電路及放大電路放大電路兩部分轉換放大部分電路原理方框圖轉換放大部分電路原理方框圖E1245V振蕩器振蕩器解調(diào)器解調(diào)器穩(wěn)壓穩(wěn)壓源源調(diào)零及調(diào)零及 零點遷移零點遷移功放和功放和 輸出限制輸出限制量程調(diào)整量程調(diào)整（負反饋）（負反饋）基準基準 電壓電壓IC1IC3Ci1Ci2RLI 0420mA共模信號共模信號差動信號差動信號振蕩控制振蕩控制放大器放大器前置前置放大器放大器包括：包括：l1.

11、電容電流轉換電路l2.放大及輸出限制電路1.1.電容電流轉換電路電容電流轉換電路作用：作用：將差動電容的相對變化值成比例地轉換為將差動電容的相對變化值成比例地轉換為 差動電流信號差動電流信號 (電流變化值電流變化值)。包括：振蕩器 解調(diào)和振蕩控制電路線性解調(diào)和振蕩控制電路線性 調(diào)整電路調(diào)整電路 振蕩器振蕩器 包括包括VT1、T1等，向等，向Ci1和和Ci2提供高頻電源提供高頻電源 是一種變壓器反饋型振是一種變壓器反饋型振蕩電路，其振蕩頻率由檢測蕩電路，其振蕩頻率由檢測電容和變壓器次級繞組的電電容和變壓器次級繞組的電感決定。感決定。 振蕩器的輸出幅振蕩器的輸出幅值值由由控制放大器控制放大器 IC

12、IC1 1 的輸出電壓決定。的輸出電壓決定。 解調(diào)解調(diào)和振蕩控制電路和振蕩控制電路 只要設法使只要設法使I I1 1+I+I2 2保持不變，即可實現(xiàn)電流信號保持不變，即可實現(xiàn)電流信號I Ii i與電容與電容相對變化值成線性關系。相對變化值成線性關系。Ii = I2 - I1 = ( I2+ + I1) Ci2- -Ci1Ci2+ +Ci1= K3Ci2- -Ci1Ci2+ +Ci1 解調(diào)器解調(diào)器 由由VD1VD1VD8VD8構成構成 振蕩控制放大器振蕩控制放大器 主要包括放大器主要包括放大器 ICIC1 1，其作用是保持，其作用是保持I I1 1+I+I2 2不變不變 線性調(diào)整電路線性調(diào)整電路

13、( (包括包括VDVD9 9、VDVD1010、R R2222、R R2323、R RP1P1等等) ) 檢測元件中檢測元件中分布電容分布電容的存在，使差動電容的相對變的存在，使差動電容的相對變化值減小，造成非線性誤差，故設計了線形調(diào)整電路?；禍p小，造成非線性誤差，故設計了線形調(diào)整電路。 電路通過提高振蕩器輸電路通過提高振蕩器輸出電壓幅度以增大解調(diào)器輸出電壓幅度以增大解調(diào)器輸出電流的方法，來補償分布出電流的方法，來補償分布電容所產(chǎn)生的非線性誤差。電容所產(chǎn)生的非線性誤差。 補償電壓大小取決于補償電壓大小取決于R RP1P1的阻值。的阻值。012120102010i2CCCCCCCCCCCCCi

14、iiiiii2.2.放大及輸出限制電路放大及輸出限制電路作用：作用：將電流信號將電流信號 Ii 放大，并輸出放大，并輸出4 20mA的直的直 流電流。流電流。 放大電路放大電路( (包括包括ICIC3 3、VTVT3 3、 VTVT4 4等等) ) ICIC3 3起前置放大作用，起前置放大作用， VTVT3 3、 VTVT4 4組成復合管，將組成復合管，將ICIC3 3的輸出電壓變換為變送器的輸出電流。的輸出電壓變換為變送器的輸出電流。 電阻電阻R R3131、 R R3333、 R R3434和電位器和電位器R Rp p3 3組成反饋網(wǎng)絡，輸出電流組成反饋網(wǎng)絡，輸出電流I Io o經(jīng)這一網(wǎng)絡

15、分流，得到反饋電流經(jīng)這一網(wǎng)絡分流，得到反饋電流I If f，送至放大器的輸入端，送至放大器的輸入端，這深度負反饋保證了這深度負反饋保證了I Ii i 和和 I Io o的線性關系。的線性關系。 電位器電位器R Rp p2 2用以調(diào)整輸出零位。用以調(diào)整輸出零位。S S為正負遷移調(diào)整開關，為正負遷移調(diào)整開關，可實現(xiàn)變送器的正向或負向遷移。電位器可實現(xiàn)變送器的正向或負向遷移。電位器R Rp p3 3用以調(diào)整變送器用以調(diào)整變送器的量程。的量程。對電路的分析，可推得如下的輸入、輸出關系式：對電路的分析，可推得如下的輸入、輸出關系式：調(diào)零電路調(diào)零電路 調(diào)量程電路調(diào)量程電路Io = K3K4Ci2- -Ci

16、1Ci2+ +Ci1+ K4K5 ( UA- - a aUVZ1) 式中：式中：K4 =RiRf，K5 =1Ri，、a a為分壓系數(shù)。 輸出限制電路輸出限制電路( (包括包括VT2、 R18等等) 當輸出電流超過允許值時，當輸出電流超過允許值時，R R1818上壓降變大，使上壓降變大，使VTVT2 2的集電極電位降低，從而使該管處于飽和狀態(tài)，流過的集電極電位降低，從而使該管處于飽和狀態(tài)，流過VTVT2 2( (也即也即VTVT4 4) )的電流受到限制的電流受到限制( (I Io o不超過不超過30mA30mA) )。其它元件的作用其它元件的作用 R R3838、R R3939、C C2222

17、和和R RP4P4構成阻尼電路，抑制變送器的輸構成阻尼電路，抑制變送器的輸出波動，出波動，R RP4P4用來調(diào)整阻尼時間。用來調(diào)整阻尼時間。VZVZ2 2起穩(wěn)壓作用，還可防止電源反接時損壞器件。起穩(wěn)壓作用，還可防止電源反接時損壞器件。 VDVD1212在指示儀表未接同時，為輸出電流提供通路在指示儀表未接同時，為輸出電流提供通路, , 同時起反向保護作用。同時起反向保護作用。三、擴散硅電子式三、擴散硅電子式差壓差壓（壓力）（壓力）變送器變送器 擴散硅電子式差壓（壓力）變送器采用硅杯壓阻傳擴散硅電子式差壓（壓力）變送器采用硅杯壓阻傳感器作為感壓元件，它具有體積小、重量輕、結構簡單、感器作為感壓元件

18、，它具有體積小、重量輕、結構簡單、穩(wěn)定性好和測量精度比較高等特點。穩(wěn)定性好和測量精度比較高等特點。 這種變送器的感壓元件由兩片研磨后膠合成杯狀的這種變送器的感壓元件由兩片研磨后膠合成杯狀的硅片組成，如圖所示的硅杯。硅片組成，如圖所示的硅杯。 當當p1p2p1p2時，硅杯杯底受側時，硅杯杯底受側向壓力差作用而向一側彎曲，這向壓力差作用而向一側彎曲，這就使在杯底表面擴散的電阻阻值就使在杯底表面擴散的電阻阻值發(fā)生變化，這些電阻阻值變化再發(fā)生變化，這些電阻阻值變化再通過電橋等電路的進一步處理，通過電橋等電路的進一步處理，最終將待測壓力或差壓轉換為標最終將待測壓力或差壓轉換為標準信號（準信號（4 420

19、mA DC20mA DC）輸出。）輸出。11外殼；外殼；22低壓腔；低壓腔；33電阻（擴散硅）；電阻（擴散硅）；44高壓腔；高壓腔； 55硅杯；硅杯；66引線引線包括：包括：l測量部件l放大線路第三節(jié)第三節(jié) 溫度變送器溫度變送器作用作用: :將來自熱電將來自熱電偶偶或熱電阻的溫度信號轉換為統(tǒng)或熱電阻的溫度信號轉換為統(tǒng) 一標準的信號一標準的信號(4(4 2020mADCmADC或或1 1 5 5VDCVDC) )，以實以實 現(xiàn)對溫度的顯示、記錄或自動控制現(xiàn)對溫度的顯示、記錄或自動控制。分類：分類：變送器變送器有有兩線制兩線制和和四線制四線制之分之分，主要討論主要討論四線制四線制 變送器變送器。有

20、有三個品種：三個品種：直流毫伏變送器、熱電偶直流毫伏變送器、熱電偶 溫度變送器、熱電阻溫度變送器溫度變送器、熱電阻溫度變送器。溫度變送器溫度變送器顯示、記錄或控制顯示、記錄或控制電源電源熱電阻熱電阻熱電偶熱電偶毫伏信號毫伏信號420mADC或15VDC電阻或mV24VDC 四線制溫度變送器的特點：四線制溫度變送器的特點： 1、在熱電偶和熱電阻溫度變送器中，采用了線性化、在熱電偶和熱電阻溫度變送器中，采用了線性化 電路，實現(xiàn)了變送器輸出信號與溫度的線性關系。電路，實現(xiàn)了變送器輸出信號與溫度的線性關系。 2、變送器輸入、輸出之間具有隔離變壓器，并且采、變送器輸入、輸出之間具有隔離變壓器，并且采 取

21、了本安防爆措施。取了本安防爆措施。一、四線制溫度變送器一、四線制溫度變送器（一）概述（一）概述電動溫度變送器電動溫度變送器溫度變送器結構方框圖溫度變送器結構方框圖 在線路結構上分為量程單元和放大單元在線路結構上分為量程單元和放大單元，放大放大單元是通用的，而量程單元則隨品種、測量范圍的單元是通用的，而量程單元則隨品種、測量范圍的不同而異不同而異。輸入回路輸入回路電壓放大電壓放大反饋回路反饋回路直流直流-交流交流變換器變換器功率放大功率放大整流濾波整流濾波隔離輸出隔離輸出UZUfUi、Et-+UoIo量程單元量程單元放大單元放大單元（二）（二）放大單元放大單元由由ICIC1 1構成，構成，要求采

22、用要求采用低漂移、高增益低漂移、高增益的運算放大器。的運算放大器。放大器的溫漂系數(shù):輸出電壓隨溫度而變化的數(shù)值放大器溫漂產(chǎn)生的誤差：1.1.電壓放大電路電壓放大電路作用作用：是將量程單元輸出的毫伏信號放大，輸出是將量程單元輸出的毫伏信號放大，輸出 直流電流直流電流Io 和直流電壓和直流電壓Uo信號。OSU0.3/osVVct 當溫度變送器的最小量程當溫度變送器的最小量程 U Ui i 為為3 3mVmV，溫升溫升 t t為為3030o oC C，要求附加誤差小于等于要求附加誤差小于等于0.30.3% %時，時，通過計算可得失通過計算可得失調(diào)電壓的溫漂系數(shù)：調(diào)電壓的溫漂系數(shù)： 2. 2. 功率放

23、大電路功率放大電路 由由VTVT1 1、VTVT2 2、T T0 0等組成。等組成。其作用是把其作用是把 ICIC1 1 輸出的電壓輸出的電壓信號轉換成電流信號轉換成電流信號，再通過隔離變壓器實現(xiàn)隔離輸出。信號，再通過隔離變壓器實現(xiàn)隔離輸出。 VTVT1 1、VTVT2 2起起功放作用，由交功放作用，由交流方波電壓供電。流方波電壓供電。 在方波的前在方波的前后半周期后半周期，二極二極管輪流導通管輪流導通，電電流通過流通過T T0 0的兩個的兩個繞組而產(chǎn)生交變繞組而產(chǎn)生交變磁通，磁通，在在T T0 0副邊副邊產(chǎn)生交變電流產(chǎn)生交變電流i iL L 。3.3.隔離輸出電路隔離輸出電路 由整流二極管由

24、整流二極管VDVD1313VDVD1616、保護二極管保護二極管VDVD1717VDVD1818等等組成。組成。其其作用作用是將是將功放功放輸出的交流信號轉換成直流輸出的交流信號轉換成直流信號信號, , 并實現(xiàn)隔離輸出。并實現(xiàn)隔離輸出。7 7、8 8端接輸出負載，為電流輸出（端接輸出負載，為電流輸出（4-20mA4-20mA）5 5、6 6端為電壓輸出（端為電壓輸出（1-5V1-5V）7 74. 4. 直流直流- -交流交流- -直流直流( (DC/AC/DC)DC/AC/DC)變換器變換器組成：組成：由整流二極管由整流二極管VDVD38、變壓器變壓器T T 1等等組成組成。（P7375）方法

25、：方法：先把先把2424V V直流電壓轉換成一定頻率的的交流方波電直流電壓轉換成一定頻率的的交流方波電 壓，再經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓，提供直流電壓。壓，再經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓，提供直流電壓。電路核心：電路核心：直流直流- -交流交流( (DC/AC)DC/AC)變換器（實質上是一個磁耦變換器（實質上是一個磁耦 合多諧振蕩器）合多諧振蕩器）。振蕩頻率：振蕩頻率：感應電勢：感應電勢：ES =4WcBmST因此振蕩頻率為：因此振蕩頻率為： f =4WcBmST( (T T為周期為周期, , S S為磁為磁芯截面積，芯截面積，B Bm m為磁為磁感應強度感應強度) )作用作用：是對是對儀表進行隔離式供電

26、。儀表進行隔離式供電。（三）直流毫伏變送器量程單元（三）直流毫伏變送器量程單元R109R110R140上K下 量程單元由輸入回路量程單元由輸入回路( (左半部分左半部分) )和反饋回路和反饋回路( (右半右半部分部分) )組成，組成，將其與將其與ICIC1 1 聯(lián)系起來畫成下圖聯(lián)系起來畫成下圖。輸入回路輸入回路: :R R101、R R102及及VZVZ101、VZVZ102分別起限流和限壓作用。分別起限流和限壓作用。 R R103103、R R104 104 、R R105105及及R RP1P1組成零點調(diào)整和零點遷移電路，組成零點調(diào)整和零點遷移電路，橋路基準電壓橋路基準電壓U UZ Z由集

27、成穩(wěn)壓器提供。由集成穩(wěn)壓器提供。圖中圖中紅筆紅筆部分為輸入信號部分為輸入信號斷路報警電路斷路報警電路。按疊加原理，按疊加原理，ICIC1 1同相輸入端的電壓同相輸入端的電壓U UT T為為UT = Ui + Uz = Ui +Rcd + R103R103 + RP1/R104 + R105Uz( 式中式中 Rcd =RP11 R104RP1+ R104 Ui +R105Rcd + R103Uz= Ui + Uz)從從反饋回路反饋回路可得可得ICIC1 1反相輸入端的電壓反相輸入端的電壓U UF F為為UF =R106 + R111 + RP21R111 + R114UzR115R115 + R

28、116U05+R106R107=1U0 + Uz因 UT UF故 U0 = Ui + ( - ) Uz 結論結論：(1)改變改變 值值, 即更換即更換R103和調(diào)整和調(diào)整RP1,可實現(xiàn)零遷和調(diào)零?？蓪崿F(xiàn)零遷和調(diào)零。 (2)改變改變 值值, 即更換即更換R114和調(diào)整和調(diào)整RP2, 可實現(xiàn)量程調(diào)整可實現(xiàn)量程調(diào)整。 (3)零位和滿度必須反復調(diào)整零位和滿度必須反復調(diào)整。 與各種熱電偶配合使用，將溫度信號變換為成比例的與各種熱電偶配合使用，將溫度信號變換為成比例的4 420mADC20mADC電流信號和電流信號和1 15VDC5VDC電壓信號。電壓信號。 （四）熱電偶溫度變送器量程單元（四）熱電偶溫度

29、變送器量程單元熱電偶溫度變送器量程單元 在輸入回路增加了由銅補償電阻RCu1、RCu2等元件組成的熱電偶冷端補償電路。同時，在電路安排上把零電位器W1和電阻R104移到了反饋回路的支路上。 在反饋回路中增加了由運算放大器A2等構成的線性化電路。 線路上的兩點修改線路上的兩點修改 補償原因：補償原因：熱電偶產(chǎn)生的熱電勢熱電偶產(chǎn)生的熱電勢E Et t, ,與熱電偶的冷端溫度有關與熱電偶的冷端溫度有關1. 1. 冷端溫度補償冷端溫度補償zCuCuCuCuCuCutURRRRRRRRRRRE100103110521103211002/)(ZCuCuCuCutURRRRRRRE)(12110321100

30、105ztTUEU補償原理分析補償原理分析：ZCuCuCuCutURRRRRRRE)111(11221103100105t tEzU|tzEU 采用采用兩個銅電阻兩個銅電阻，固定為固定為50 。當熱電偶型號不同。當熱電偶型號不同時，只需調(diào)整幾個錳銅電阻或金屬膜電阻。時，只需調(diào)整幾個錳銅電阻或金屬膜電阻。按疊加原理，可求得按疊加原理，可求得ICIC1 1同相端的電壓同相端的電壓U UT T為為UT = Ei +RCu1 RCu2R103 + RCu1+ RCu2)Uz1R105(R100 + 從上式可知，冷端環(huán)境溫度變化時，從上式可知，冷端環(huán)境溫度變化時，R RCu1Cu1、R RCu2Cu2的

31、的阻值阻值也隨之變化，從而補償了由于環(huán)境溫度升降引起的熱電偶也隨之變化，從而補償了由于環(huán)境溫度升降引起的熱電偶電勢的變化。而且，補償特性與熱電偶的特性相似，故補電勢的變化。而且，補償特性與熱電偶的特性相似，故補償精度高。償精度高。熱電偶溫度變送器線性化原理方框圖熱電偶溫度變送器線性化原理方框圖熱電偶熱電偶放大部分放大部分非線性非線性反饋回路反饋回路EtVz+-ttttEtVoVo(Vo)tVfVf2. 2. 線性化線性化 采取在反饋回路中置入與采取在反饋回路中置入與熱電偶特性相一熱電偶特性相一致的非線性電路的方法，如下圖所示。致的非線性電路的方法，如下圖所示。 用四段折線來模擬非線性運算電路，

32、用四段折線來模擬非線性運算電路，如下如下圖。折線的段數(shù)及斜率大小由熱電偶的特性來圖。折線的段數(shù)及斜率大小由熱電偶的特性來確定。確定。 表示直線的斜率。表示直線的斜率。Va4Vf5Vf4Vf3Vf2Vf1Va3Va2Va10Va5VfVa1432非線性電路的實現(xiàn)非線性電路的實現(xiàn)Vs4Vs3Vs2Vs1 在在ICIC2 2的反饋回路中加入一些的反饋回路中加入一些穩(wěn)壓管和基準電穩(wěn)壓管和基準電壓，利用穩(wěn)壓管的擊穿特性實現(xiàn)折線電路。壓，利用穩(wěn)壓管的擊穿特性實現(xiàn)折線電路。（五）熱電阻溫度變送器量程單元（五）熱電阻溫度變送器量程單元與各種熱電阻配合使用，可以將溫度信號變換為成比例的420mADC電流信號和1

33、5VDC電壓信號 輸入輸入回路增加了由回路增加了由A A2 2、R R1616R R1919等元件等元件構成的構成的線性化電路線性化電路 增加了由增加了由R R2323、R R2424等元件構成的等元件構成的熱電阻熱電阻導線電阻補償電路導線電阻補償電路線路上的兩點修改 同時零點調(diào)整電路有所改變同時零點調(diào)整電路有所改變 熱電阻溫度變送器量程單元熱電阻溫度變送器量程單元 1)線性化電路熱電阻和被測溫度之間也存在著非線性關系ttTRIU)(19171616171617ttsFRRIRRRURRRUtstgRgUI1ttStttRgRgURIU1191617RRRg 式中FTUU 2)熱電阻導線電阻補

34、償電路為了消除導線電阻的影響，熱電阻采用三線制接法為了消除導線電阻的影響，熱電阻采用三線制接法。ZftttfOURRrIrIURRRU28313130zttfUrIURR228存在導線電阻補償電路時，存在導線電阻補償電路時，可求得可求得 zcttfOUrIrIURRU2128不考慮不考慮R R2323、R R2424支路的作用支路的作用，可求得可求得 ztfUURR28二、兩線制溫度變送器二、兩線制溫度變送器第四節(jié)第四節(jié) 電電/ /氣轉換器氣轉換器一、概述一、概述 將電動儀表輸出的將電動儀表輸出的4 42020mAmA直流電流轉換成可被直流電流轉換成可被氣動儀表接受的氣動儀表接受的 2020100100kPakPa 標準氣壓信號，以實現(xiàn)標準氣壓信號，以實現(xiàn)電動、氣動儀表的聯(lián)用電動、氣動儀表的聯(lián)用。電電/ /氣轉換器氣轉換器二、氣動儀表的基本元件二、氣動儀表的基本元件（一）氣阻（一）氣阻 氣阻與電阻相似，它可以改變氣路中的氣體流量氣阻與電阻相似，它可以改變氣