位式數(shù)字溫度顯示調(diào)節(jié)儀-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯位式數(shù)字溫度顯示調(diào)節(jié)儀-基礎(chǔ)電子位式調(diào)節(jié)的基本概念位式調(diào)節(jié)也叫做繼續(xù)調(diào)節(jié)，因其系統(tǒng)中存在著位式元件繼電器或無觸點(diǎn)開關(guān)而得名。位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種非線性系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)過程中會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的、持續(xù)的振蕩過程（即使是不穩(wěn)定振蕩過程也要發(fā)散到穩(wěn)定的持續(xù)振蕩過程），三位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)還會(huì)產(chǎn)生振蕩衰減過程。位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出一般以繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作的形式出現(xiàn)，也有以無觸點(diǎn)的電子開關(guān)形式出現(xiàn)的。

位式調(diào)節(jié)的任務(wù)是將測量值和給定值之差放大成繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作。

圖1a是二位式調(diào)節(jié)儀表的調(diào)節(jié)特性，圖1b是二位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程。

圖1二位式調(diào)節(jié)

當(dāng)測量值0，高于時(shí)Qa時(shí)，繼電器釋放，而在測量值0x低于Qb時(shí)繼電器吸合。通常將Qa和0b的差值ΔQ＝Qa-Qb稱為不靈敏區(qū)或死區(qū)或切換差，將（Qa＋Qb）/2，稱為切換中值，切換中值與設(shè)定值0。之差稱為控制點(diǎn)偏差Qε。

由圖1可以看出，二位式調(diào)節(jié)過程是一個(gè)穩(wěn)定的、持續(xù)的振蕩過程，調(diào)節(jié)偏差在Δ0范圍內(nèi)來回波動(dòng)，沒有一個(gè)確定數(shù)值；調(diào)節(jié)儀的不靈敏區(qū)直接影響被調(diào)節(jié)參數(shù)的振蕩幅度，為使振蕩幅度不致太大，不靈敏區(qū)應(yīng)不能太大；但不靈敏區(qū)也不能太小，否則將使繼電器動(dòng)作頻率太高而降低其使用壽命，甚至使繼電器無法工作，所以要合理地調(diào)整調(diào)節(jié)儀表的不靈敏區(qū)。從圖1還可以看出，如果不靈敏區(qū)保持不變，被調(diào)節(jié)對(duì)象的時(shí)間常數(shù)飛減小，振蕩頻率將加大，所以位式調(diào)節(jié)適合于時(shí)間常數(shù)較大的對(duì)象，這樣，可以在同樣的不靈敏區(qū)內(nèi)以較低的頻率工作。另外，被調(diào)節(jié)對(duì)象如果滯后時(shí)間t，則將使振蕩幅度加大，這是不利的，所以位式調(diào)節(jié)也只適用于對(duì)象滯后較小的場合，當(dāng)然，滯后時(shí)間t大，振蕩頻率可以降低；還可以看出一點(diǎn)，在被調(diào)節(jié)對(duì)象時(shí)間常數(shù)愆恒定，給定值Q，或擾動(dòng)改變時(shí)，振蕩幅度和振蕩頻率也隨之改變，如果不靈敏區(qū)不變，則繼電器振蕩頻率可以降低。

由此可以得出這樣的結(jié)論：位式調(diào)節(jié)效果不僅取決于儀表本身的性能，還取決于被調(diào)節(jié)對(duì)象的特性及儀表操作使用人員的素質(zhì)和水平。對(duì)于一個(gè)熟練的儀表使用人員來說，即使被調(diào)節(jié)對(duì)象無法改變，也可以通過調(diào)節(jié)儀表的參數(shù)而使調(diào)節(jié)品質(zhì)得到改善，反之亦然。

當(dāng)然，一般情況下總是希望位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的振蕩幅度越小越好，這樣可以減小被調(diào)節(jié)量變化的波動(dòng)范圍，提高調(diào)節(jié)精度。同時(shí)，也總是希望振蕩頻率越小越好，這樣，不但可以減少被調(diào)節(jié)量的波動(dòng)程度，還可以減少位式元件吸合次數(shù)，從而延長位式元件的使用壽命，而對(duì)于二位式調(diào)節(jié)儀表，這兩項(xiàng)指標(biāo)是互相制約的，不能兩者同時(shí)兼顧，如果采用三位式調(diào)節(jié)儀表，情況將會(huì)有很大改善，如圖2所示。

圖2三位式調(diào)節(jié)a）調(diào)節(jié)特性b）過渡過程

圖2a是三位式調(diào)節(jié)儀表的調(diào)節(jié)特性，圖2b是二位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程曲線。

圖2a是不考慮滯環(huán)的三位式調(diào)節(jié)儀表的特性。圖中Q.1、Q，分別是下限、上限給定值，Q為平均給定值，2ΔQ，是三位式調(diào)節(jié)儀的中間帶，根據(jù)其值范圍大小不一樣，三位式調(diào)節(jié)儀表有所謂寬中間帶和狹中間帶之分。

由圖2可以看出：當(dāng)調(diào)節(jié)儀表的輸人01時(shí)，三位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器輸出為100%，即高低兩組繼電器均接通，系統(tǒng)全功率加熱；當(dāng)溫度升至Q0102時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出為50%，即低位繼電器釋放，高位繼電器接通，系統(tǒng)以全功率的1/2加熱；當(dāng)爐溫升至02＞0.1時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出為0，系統(tǒng)停止加熱。由于對(duì)象有慣性滯后，爐溫經(jīng)過一段滯后時(shí)間，便開始下降，當(dāng)下降至o02時(shí)，高位繼電器又接通，以全功率的1/2加熱，爐溫又上升，若全功率的1/2能使?fàn)t溫升過給定值Q0被調(diào)量就在Q.2-L下持續(xù)振蕩；若全功率的1/2不能使?fàn)t溫升至給定值Q0，被調(diào)量就在Q01，上下持續(xù)振蕩；若全功率的1/2恰好能使?fàn)t溫維持給定值0，或維持在Q01＜02之間時(shí)，則調(diào)節(jié)過程就成為一個(gè)衰減振蕩過程，終會(huì)使被調(diào)節(jié)量穩(wěn)定在Q0102之間。

由此可見，三位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的持續(xù)振蕩過程，也可能出現(xiàn)衰減振蕩過程。即使是持續(xù)振蕩過程，其振蕩幅度也比二位式調(diào)節(jié)小，因此，三位式調(diào)節(jié)比二位式調(diào)節(jié)的調(diào)