化工自動化控制儀表課件

化工自動化控制儀表作業(yè)化工自動化控制儀表作業(yè)內(nèi)容提要1自動控制系統(tǒng)的組成及方塊圖1、信號和變量2、自動控制系統(tǒng)方塊圖3、自動控制系統(tǒng)的分類2化工工藝流程圖

1、圖形符號2、字母代號3、儀表位號4、化工生產(chǎn)典型設(shè)備的工藝控制流程圖

1內(nèi)容提要1自動控制系統(tǒng)的組成及方塊圖1內(nèi)容提要3常用化工自動化儀表1、化工檢測儀表2、顯示儀表3、自動控制儀表4、調(diào)節(jié)閥2內(nèi)容提要3常用化工自動化儀表21.1

自動控制系統(tǒng)的組成

3圖7-1人工操作圖圖7-2液位自動控制圖人工操作與自動控制比較圖控制速度和精度不能滿足大型現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要1.1自動控制系統(tǒng)的組成3圖7-1人工操作圖§4.1.1自動控制系統(tǒng)的組成圖7-2液位自動控制4§4.1.1自動控制系統(tǒng)的組成圖7-2液位自動控制41.1自動控制系統(tǒng)的組成在自動控制系統(tǒng)的組成中,除必須具有前面所述的自動化裝置外,還必須具有控制裝置所控制的生產(chǎn)設(shè)備。在自動控制系統(tǒng)中,將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器、一段管道或設(shè)備的一部分叫做被控對象,簡稱對象。要選擇好控制系統(tǒng)的對象61.1自動控制系統(tǒng)的組成在自動控制系統(tǒng)的變送器

是基于負(fù)反饋原理的，包括測量、放大和反饋三部分。其作用是將檢測元件的輸出信號轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，送到顯示儀表或控制裝置進(jìn)行顯示、記錄或控制由于變量種類多，因此，變送器的類型也較多溫度變送器壓力變送器液位變送器流量變送器1.1自動控制系統(tǒng)的組成變送器是基于負(fù)反饋原理的，包括測量、放大和反饋三部分。其將被控變量的測量值與給定值進(jìn)行比較得出偏差，然后根據(jù)偏差的大小，按照某種運(yùn)算規(guī)律發(fā)出控制信號，送往執(zhí)行器，以實現(xiàn)對被控變量的自動控制?！?/p>

控制器調(diào)節(jié)器被控對象測量變送裝置+－SP執(zhí)行器4～20mA4～20mA被控變量干擾操縱變量操縱變量：影響被控變量，克服干擾使被控變量回到給定值的（調(diào)節(jié)閥的輸出）1.1自動控制系統(tǒng)的組成將被控變量的測量值與給定值進(jìn)行比較得出偏差，然后根據(jù)調(diào)節(jié)閥：

調(diào)節(jié)閥又稱控制閥、執(zhí)行器。在自動控制系統(tǒng)中的作用，就是控制器發(fā)出的控制信號，改變調(diào)節(jié)參數(shù)，把被調(diào)參數(shù)控制在所要求的范圍內(nèi)，從而達(dá)到生產(chǎn)過程自動化。按能源形式可分為氣動執(zhí)行器、電動執(zhí)行器、液動執(zhí)行器三大類。

1.1自動控制系統(tǒng)的組成調(diào)節(jié)閥：1.1自動控制系統(tǒng)的組成1.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖一、信號和變量載有變量信息的物理變量是信號。

系統(tǒng)或環(huán)節(jié)uy圖7-3輸入、輸出變量圖輸入變量輸出變量多輸入多數(shù)出系統(tǒng)71.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖一、信號和變量載有變圖7-4簡單水槽ABuu1u2圖7-5信號分叉點81.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖圖7-4簡單水槽ABuu1u2圖7-5信號分叉點8二、自動控制系統(tǒng)方塊圖在研究自動控制系統(tǒng)時，為了便于對系統(tǒng)分析研究，一般都用方塊圖來表示控制系統(tǒng)的組成。下頁圖為液位自動控制系統(tǒng)地方塊圖每個環(huán)節(jié)表示組成系統(tǒng)的一個部分，稱為“環(huán)節(jié)”。兩個方塊之間用一條帶有箭頭的線條表示其信號的相互關(guān)系，箭頭指向方塊表示為這個環(huán)節(jié)的輸入，箭頭離開方塊表示為這個環(huán)節(jié)的輸出。線旁的字母表示相互間的作用信號。91.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖91.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖方塊圖中，

x

指設(shè)定值；z

指輸出信號；e

指偏差信號；p指發(fā)出信號；q

指出料流量信號；y

指被控變量；f

指擾動作用。當(dāng)x

取正值，z取負(fù)值，e=x-z，負(fù)反饋；x

取正值，z取正值，e=x+z，正反饋。圖7-6自動控制系統(tǒng)方塊圖101.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖方塊圖中，x指設(shè)定值；z指輸出信號；e指偏差信號；p其他控制系統(tǒng)

用同一種形式的方塊圖可以代表不同的控制系統(tǒng)

當(dāng)進(jìn)料流量或溫度變化等因素引起出口物料溫度變化時，可以將該溫度變化測量后送至溫度控制器TC。溫度控制器的輸出送至控制閥，以改變加熱蒸汽量來維持出口物料的溫度不變。11圖7-7蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)1.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖其他控制系統(tǒng)當(dāng)進(jìn)料流量或溫度變化等因素引起出口物料溫為了便于分析,有時將控制器以外的各個環(huán)節(jié)(包括被控對象、測量元件及變送器、控制閥)組合在一起看待,稱之為廣義對象,這樣,整個系統(tǒng)可認(rèn)為是由控制器與廣義對象兩者所構(gòu)成,其方塊圖可簡化?？刂破鲝V義對象被控變量測量值z給定值干擾作用f-x圖7-8簡化方塊圖121.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖為了便于分析,有時將控制器以外的各個環(huán)節(jié)(包括被控1.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖1.2自動控制系統(tǒng)的方塊圖1.3儀表及自動化系統(tǒng)的分類化工生產(chǎn)過程中需要測量和控制的參數(shù)是多種多樣的，主要的有熱工量（壓力、流量、液位、溫度等）和成分（或物性）量。所以化工自動化儀表按功能不同，大致分為四類：檢測儀表（各種參數(shù)的測量和變送）；顯示儀表（模擬量顯示和數(shù)字量顯示）；控制儀表（氣動、電動控制儀表及數(shù)字式控制器）；執(zhí)行器（氣動、電動、液動等執(zhí)行器）。利用上述各類儀表，可以構(gòu)成自動檢測、自動操縱、自動保護(hù)和自動控制這樣四種自動化系統(tǒng)，他們的作用如下：1.3儀表及自動化系統(tǒng)的分類化工生產(chǎn)過程中需要1.自動檢測系統(tǒng)

利用各種儀表對生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)進(jìn)行測量、指示或記錄的，稱為自動檢測系統(tǒng)。它代替了操作人員對工藝參數(shù)的不斷觀察與記錄，因此起到對過程信息的獲取與記錄作用。這在生產(chǎn)過程自動化中是最基本的也是十分重要的內(nèi)容。自動檢測系統(tǒng)中主要的自動化裝置是敏感元件、傳感器和顯示儀表。敏感元件也稱檢測元件，作用是對被測變量作出響應(yīng)，把它轉(zhuǎn)換成適合測量的物理量。傳感器可以對檢測元件輸出的物理量信號作進(jìn)一步信號轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的信號為標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信號（如0~10mA、4~20mA、0.02~0.1Mpa等）時，此時的傳感器一般成為變送器。顯示儀表的作用是將檢測結(jié)果以指針位移、數(shù)字、圖象等形式準(zhǔn)確地指示、記錄或儲存，使操作人員能正確了解工藝操作情況和狀態(tài)。1.自動檢測系統(tǒng)2.自動信號聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)

生產(chǎn)過程中有時由于一些偶然因素的影響導(dǎo)致工藝參數(shù)超出允許的變化范圍而出現(xiàn)不正常情況時就有可能引起事故。為此，長對某些關(guān)鍵性參數(shù)設(shè)有自動信號聯(lián)鎖保護(hù)裝置。當(dāng)工藝參數(shù)超過了允許范圍，在事故即將發(fā)生以前，信號系統(tǒng)就自動地發(fā)出聲光信號警報，告戒操作人員注意，并及時采取措施。

自動信號聯(lián)鎖保護(hù)電路按其主要構(gòu)成元件的不同，可分為有觸點式和無觸點式兩類（有時可采用混合式）。有觸點式電路是由各種繼電器、按鈕、開關(guān)等電器組成的繼電線路，依靠各種電器的觸點開合完成電路的通斷和切換。無觸點式電路利用由二極管、晶體管及集成電路等電子器件構(gòu)成具有一定功能的電子線路，利用電子器件的導(dǎo)通或阻斷特性來實現(xiàn)自動信號的報警和聯(lián)鎖保護(hù)作用。2.自動信號聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)3.自動操縱及自動開停車系統(tǒng)

自動操縱系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動地對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作。自動開停車系統(tǒng)可以按照預(yù)先規(guī)定好的步驟，將生產(chǎn)過程自動地投入運(yùn)行或自動停車。4.自動控制系統(tǒng)生產(chǎn)過程中各種工藝條件不可能一成不變，特別是化工生產(chǎn)，大多數(shù)是連續(xù)生產(chǎn)，各設(shè)備相互關(guān)聯(lián)，當(dāng)其中某一設(shè)備工藝條件發(fā)生變化時，都可能引起其他設(shè)備中某些參數(shù)的波動，偏離正常工藝條件。為此，需要用自動控制裝置對生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動控制，使它們在受到外界干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時，能自動地調(diào)回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。3.自動操縱及自動開停車系統(tǒng)各系統(tǒng)間的相互關(guān)系各系統(tǒng)間的相互關(guān)系自動檢測系統(tǒng)只能完成“了解”生產(chǎn)過程進(jìn)行情況的任務(wù)；自動信號聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)只能在工藝條件進(jìn)入某種極限狀態(tài)時采取安全措施以免發(fā)生生產(chǎn)事故；自動操縱系統(tǒng)只能按照預(yù)先規(guī)定好的步驟進(jìn)行某種周期性操作；

只有自動控制系統(tǒng)才能自動地排除各種干擾因素對工藝參數(shù)的影響，使它們始終保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上，保證生產(chǎn)維持在正?；蜃罴训墓に嚥僮鳡顟B(tài)。所以，自動控制系統(tǒng)是自動化生產(chǎn)中的核心部分。自動檢測系統(tǒng)只能完成“了解”生產(chǎn)過程進(jìn)行情況的任務(wù)；2化工工藝控制流程圖

工藝流程和控制方案的確定后，根據(jù)工藝設(shè)計給出的流程圖，按其流程順序標(biāo)注出相應(yīng)的測量點、控制點、控制系統(tǒng)及自動信號與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等，便成了工藝管道及控制流程圖（PID圖）。33PID圖2化工工藝控制流程圖工2.1圖形符號1.測量點（包括檢出元件、取樣點）35

檢試點是由工藝設(shè)備輪廓線或工藝管線引到儀表圓圈的連接線的起點，一般無特定的圖形符號，如下圖所示。必要時，檢測元件也可以用象形或圖形符號表示。圖1-13測試點的一般表示方法2化工工藝控制流程圖2.1圖形符號35檢試點是由工藝設(shè)備輪廓線或工2.連接線36

通用的儀表信號線均以細(xì)實線表示。連接線表示交叉及相接時，采用下圖的形式。必要時也可用加箭頭的方式表示信號的方向。在需要時，信號線也可按氣信號、電信號、導(dǎo)壓毛細(xì)管等采用不同的表示方式以示區(qū)別。圖1-14聯(lián)系線的表示法2化工工藝控制流程圖2.連接線36通用的儀表信號線均以細(xì)實線表示2化工工藝控制流程圖3、

儀表（檢測、顯示、控制）的圖形符號

儀表的圖形符號是一個細(xì)實線圓圈，直徑約10mm，對于不同的儀表安裝位置的圖形符號如下表所示。

372化工工藝控制流程圖3、儀表（檢測、顯示、控2化工工藝控制流程圖38序號安裝位置圖形符號備注序號安裝位置圖形符號備注1就地安裝儀表嵌在管道中4集中儀表盤后安裝儀表2集中儀表盤面安裝儀表5就地儀表盤后安裝儀表3就地儀表盤面安裝儀表表1-1儀表安裝位置的圖形符號表示2化工工藝控制流程圖38序號安裝位置圖形符號備注序2化工工藝控制流程圖39對于處理兩個或兩個以上被測變量，具有相同或不同功能的復(fù)式儀表時，可用兩個相切的圓或分別用細(xì)實線圓與細(xì)虛線圓相切表示（測量點在圖紙上距離較遠(yuǎn)或不在同一圖紙上），如下圖所示。圖1-15復(fù)式儀表的表示法2化工工藝控制流程圖39對于處理兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖形符號1帶彈簧的薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)不帶彈簧的薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)M電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)D數(shù)字執(zhí)行機(jī)構(gòu)S電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)單作用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)雙作用4、調(diào)節(jié)閥的圖形符號執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖形符號1帶彈簧的不帶彈簧的M電動執(zhí)行機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖形符號2帶手輪的氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶氣動閥門定位器的氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶電氣閥門定位器的氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶人工復(fù)位裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（以電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例）SRSR帶遠(yuǎn)程復(fù)位裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（以電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例）4、調(diào)節(jié)閥的圖形符號執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖形符號2帶手輪的氣動帶氣動閥門定位器的帶電氣閥門定2.2字母代號

在控制流程圖中，用來表示儀表的小圓圈的上半圓內(nèi)，一般寫有兩位（或兩位以上）字母，第一位字母表示被測變量，后繼字母表示儀表的功能，常用字母代號見下表。402.2字母代號在控制流程圖中，用來表字母第一位字母后繼字母被測變量修飾詞功能ACDEFIKLMPQRSTVWYZ分析電導(dǎo)率密度電壓流量電流時間或時間程序物位水分或濕度壓力或真空數(shù)量或件數(shù)放射性速度或頻率溫度黏度力供選用位置差比（分?jǐn)?shù)）積分、累積安全報警控制（調(diào)節(jié)）檢測元件指示自動-手動操作器積分、累積記錄或打印開關(guān)、聯(lián)鎖傳送閥、擋板、百葉窗套管繼動器或計算器驅(qū)動、執(zhí)行或未分類的終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)被測變量和儀表功能的字母代號41字母第一位字母后繼字母被測變量修飾詞功能A分析報警被2

化工工藝控制流程圖42舉例以脫乙烷塔控制流程圖，來說明如何以字母代號的組合來表示被測變量和儀表功能。

塔頂?shù)膲毫刂葡到y(tǒng)中的PIC-207，其中第一位字母P表示被測變量為壓力，第二位字母I表示具有指示功能，第三位字母C表示具有控制功能，因此，PIC的組合就表示一臺具有指示功能的壓力控制器。該控制系統(tǒng)是通過改變氣相采出量來維持塔壓穩(wěn)定的。2化工工藝控制流程圖42舉例以脫乙烷塔控制流程2化工工藝控制流程圖

回流罐液位控制系統(tǒng)中的LIC-201是一臺具有指示功能的液位控制器，它是通過改變進(jìn)入冷凝器的冷劑量來維持回流罐中液位穩(wěn)定的。

塔下部的溫度控制系統(tǒng)中的TRC-210表示一臺具有記錄功能的溫度控制器，它是通過改變進(jìn)入再沸器的加熱蒸汽量來維持塔底溫度恒定的。

塔底的液位控制系統(tǒng)中的LICA-202代表一臺具有指示、報警功能的液位控制器，它是通過改變塔底采出量來維持塔釜液位穩(wěn)定的。432化工工藝控制流程圖2化工工藝控制流程圖

儀表位號44儀表位號是由字母代號組合和阿拉伯?dāng)?shù)字編號兩部分組成。阿拉伯?dāng)?shù)字編號寫在圓圈的下半部，其第一位數(shù)字表示工段號，后續(xù)數(shù)字（二位或三位數(shù)字）表示儀表序號。

舉例脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖中PIC-206表示測量點在加熱蒸汽管線上的蒸汽壓力指示儀表，該儀表為就地安裝，工段號為2，儀表序號為06。2化工工藝控制流程圖儀表位號44儀表位儀表位號的表示方法1、儀表位號組成

在檢測、控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個回路的每個儀表（或元件）都應(yīng)有自己的儀表位號。儀表位號由字母代號組合和回路編號兩部分組成。示例：T

RC-1

01序號（一般用二位數(shù)字，也可以用三位）工序或車間代號（可以一位，也可以用二位數(shù)字）功能字母代號（記錄調(diào)節(jié)）被測變量字母代號（溫度）儀表位號的表示方法1、儀表位號組成序號（一般用二位數(shù)字，也可2、帶控制點流程圖和儀表系統(tǒng)圖上表示方法集中儀表盤面安裝儀表（中間有一橫）TRC101儀表位號表示方法：字母代號填寫在圓圈上半圈中；回路編號填寫在圓圈下半圈中。就地安裝儀表（中間沒有一橫）TI101

根據(jù)圖形符號、文字代號以及儀表位號表示方法，可以繪制儀表系統(tǒng)圖。2、帶控制點流程圖和儀表系統(tǒng)圖上表示方法集中儀表盤面安裝儀表34圖1-12脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖舉例右圖是乙烯生產(chǎn)過程中脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖舉例2.4化工生產(chǎn)典型設(shè)備的工藝控制流程圖34圖1-12脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖舉例右圖是乙烯生§4.3.1化工檢測儀表

檢測儀表的主要作用是獲取信息，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。在生產(chǎn)過程中，檢測儀表主要用來測量某些工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量、物位以及物料的成分、物性等，將被測參數(shù)的大小成比例地轉(zhuǎn)換成電的信號或氣壓信號。3常用化工自動儀表§4.3.1化工檢測儀表

檢測儀表的主要作用是3常用化工自動儀表

化工檢測儀表分類所測參數(shù)不同，分為：檢測儀表、流量檢測儀表、物位檢測儀表、溫度檢測儀表等。按表達(dá)示數(shù)的方式可分為指示型、記錄型、信號型、遠(yuǎn)傳指示型、累積型等。功能可分為檢測儀表、回路顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表和執(zhí)行器等；按精度：實用儀表、范型儀表和標(biāo)準(zhǔn)儀表按形式：現(xiàn)場儀表、盤裝儀表和架裝儀表。按傳遞信號：模擬式儀表和數(shù)字儀表。3常用化工自動儀表

化工檢測儀表分類3.2顯示儀表1顯示儀表概述本章內(nèi)容：2

模擬式顯示儀表3數(shù)字式顯示儀表4新型顯示儀表3.2顯示儀表1顯示儀表概述本章內(nèi)容：2模擬式顯功能：對各種檢測變量進(jìn)行顯示、記錄類型：模擬式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表、新型顯示儀表1顯示儀表概述(1)模擬式顯示儀表原理：檢測元件和變送器將被測變量（物理量或化學(xué)量）變換成另一物理量，此物理量隨被測變量的變化作相應(yīng)變化，這種變化是對被測變量的模擬。方式：利用標(biāo)尺、指針、曲線等方法功能：對各種檢測變量進(jìn)行顯示、記錄1顯示儀表概述(1)(2)數(shù)字式顯示儀表功能：直接用數(shù)字量顯示或以數(shù)字形式記錄打印被測變量值的儀表?？梢院投喾N傳感器配合測量、顯示各種工藝參數(shù)，并且可以進(jìn)行巡回檢測、越限報警及實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制。方式：數(shù)字式(3)新型顯示儀表特點：涉及微處理技術(shù)、新型顯示技術(shù)、記錄技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)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)算等多個或全部功能集合于一體。(2)數(shù)字式顯示儀表功能：直接用數(shù)字量顯示或以數(shù)字形式記錄模擬顯示的特點：直觀光柱也屬于模擬顯示光柱顯示的特點：一目了然模擬顯示的特點：直觀光柱也屬于模擬顯示光柱顯示的特點：數(shù)字式儀表數(shù)字式儀表的特點：準(zhǔn)確，但最后一位經(jīng)常跳動不止。熱敏電阻數(shù)字式儀表數(shù)字式儀表的特點：準(zhǔn)確，但最后一位經(jīng)常跳動不止。熱

LED亮度高、耐振動；LCD耗電省、集成度高，但不利于夜間觀察。

LED、LCD的特點：LED亮度高、耐振動；LCD耗電省、集成度高，但不利帶背光板的LCD可以在夜間觀看帶背光板的LCD可以在夜間觀看圖像顯示特點:能顯示復(fù)雜的圖形和曲線，但價格昂貴。圖像顯示特點:能顯示復(fù)雜的圖形和曲線，但價格昂貴。帶RS-232接口的萬用表及圖像顯示特點:能在計算機(jī)中存儲測量到的波形及數(shù)據(jù)，可隨時重放，價格適中。帶RS-232接口的萬用表及圖像顯示特點:能在計算機(jī)中存儲測記錄儀主要用來記錄被檢測對象的動態(tài)變化過程。無紙記錄儀主要用來記錄和存儲被檢測對象的動態(tài)變化過程。記錄儀主要用來記錄被檢測對象的動態(tài)變化過程。無紙記錄儀數(shù)據(jù)處理裝置數(shù)據(jù)處理裝置主要是指計算機(jī)，將復(fù)雜的系統(tǒng)用到頻譜分析儀。數(shù)據(jù)處理裝置數(shù)據(jù)處理裝置主要是指計算機(jī)，將復(fù)電子電位差計——配熱電偶功能：與溫度、流量、壓力、差壓、成分等變送器配接，可以測量和顯示能轉(zhuǎn)換成毫伏及直流電壓信號的工藝變量。原理：電壓補(bǔ)償原理型號：用XW系列來命名，X表示顯示儀表，W表示直流電位差計。XW-類型：小型長圖顯示、大型長圖顯示、圓圖顯示等。2

模擬式顯示儀表電子電位差計——配熱電偶功能：與溫度、流量、壓力、差壓、成分圖8.3電位差計的原理線路一、手動電位差計工作電流的回路校準(zhǔn)工作電流的回路測量回路電位差計實物圖圖8.3電位差計的原理線路一、手動電位差計工作電流的回路1)工作原理工作狀態(tài)，ΔU=0，即Et=EAB;+_RBRPACDE（1V）RCuR3R4RGRP’RMI1=4mAEtBGI2=2mAXW系列電子電位差計測量橋路原理二、自動電位差計1)工作原理工作狀態(tài)，ΔU=0，即Et=EAB;+_RB4.2.2電子自動平衡電橋——配熱電阻功能：對能轉(zhuǎn)換成電阻值的各種變量進(jìn)行測量、顯示、記錄。原理：電橋平衡原理型號：根據(jù)輸出電壓

XD系列——交流平衡電橋XQ系列——直流平衡電橋bR6R4RpRBR5R2R3aR1R1R1RtE_+AM4.2.2電子自動平衡電橋——配熱電阻功能：對能轉(zhuǎn)換成電特點：1）清晰直觀，讀數(shù)方便，不會產(chǎn)生視差。2）線路簡單，可靠性好，耐振性強(qiáng)。3）采用模塊化設(shè)計方法，便于制造、調(diào)試和維修，降低生產(chǎn)成本。4）品種繁多，配接靈活。5）具有非線性校正及開方運(yùn)算電路，配接熱電偶測溫時具有冷端溫度補(bǔ)償功能，配接熱電阻時考慮了外線電阻的補(bǔ)償，配接差壓變送器測流量時可直接顯示流量值。3數(shù)字式顯示儀表概述特點：3數(shù)字式顯示儀表概述分類:(1)按功能：顯示型、顯示報警型、顯示調(diào)節(jié)型、巡回檢測型(2)按輸入信號形式：電壓型、頻率型(3)按輸入信號的點數(shù)：單點和多點(4)按顯示位數(shù)：3位半、4位半等多種。半位顯示是指最高位是0或1。(5)按測量速率：低速型（每秒鐘測量幾次到幾十次）、中速型（每秒鐘測量幾十次到幾百次）、高速型（每秒鐘測量千次以上）。分類:2)數(shù)字式顯示儀表的主要指標(biāo)-1999～+1999（項目技術(shù)指標(biāo)項目技術(shù)指標(biāo)量程-1999～+1999環(huán)境溫度/℃0～50精確度±0.1+1個字±0.2+1個字±0.1+3個字±0.5+1個字相對濕度/%85～90分辨率溫度：0.1℃,1℃直流電壓：0.1%,0.01%輸出接點容量AC220V，3A控制點誤差/%±0.5控制點設(shè)定范圍0%～100%量程2)數(shù)字式顯示儀表的主要指標(biāo)-1999～+1999（項目技基本組成數(shù)顯儀表的組成框圖基本組成數(shù)顯儀表的組成框圖3.3模-數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）模-數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D），非電量→電壓→數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換方法：直接比較型、間接比較型和復(fù)合型三大類。包括采樣和量化兩個過程采樣是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量量化是用近似值表示信號精確值的過程；產(chǎn)生量化誤差A(yù)/D位數(shù)8位00000000B（00H，0D）~11111111B（0FFH，255D）A/D分辨力（率）分辨力：（8位）Vmax/255分辨率1/255顯示器分辨力3.3模-數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）模-數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D），非電（1）直接比較型A/D轉(zhuǎn)換直接比較型A/D轉(zhuǎn)換的原理是基于電位差計的電壓比較原理。圖8-9直接比較原理示意圖通過不斷比較，不斷鑒別，并在比較鑒別的同時就將參考電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出，實現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。標(biāo)準(zhǔn)的可調(diào)參考電壓UR被測電壓UX，比較平衡UR=UX（1）直接比較型A/D轉(zhuǎn)換直接比較型A/D轉(zhuǎn)（2）間接比較型A/D轉(zhuǎn)換所謂間接比較型就是被測電壓不是直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，而是轉(zhuǎn)換成某一中間量，然后再將中間量整量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。U-T型或U-F型把被測電壓轉(zhuǎn)換成時間間隔的方法有：積分比較（雙積分）法、積分脈沖調(diào)寬法和線性電壓比較法。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換原理框圖（2）間接比較型A/D轉(zhuǎn)換所謂間接比較型就是1)模擬式線性化模擬式線性化可采用開環(huán)或閉環(huán)的方式進(jìn)行開環(huán)式線性化原理圖利用線性化器的非線性靜特性來補(bǔ)償檢測元件或傳感器的非線性，使A/D轉(zhuǎn)換之前的U0與x之間具有線性關(guān)系。

閉環(huán)式線性化就是利用反饋補(bǔ)償原理，引入非線性的負(fù)反饋環(huán)節(jié)，用負(fù)反饋環(huán)節(jié)本身的非線性特性來補(bǔ)償檢測元件或傳感器的非線性，使U0和x之間關(guān)系具有線性特性。1)模擬式線性化模擬式線性化可采用開環(huán)或閉環(huán)的方式進(jìn)行2）A/D轉(zhuǎn)換線性化（非線性A/D轉(zhuǎn)換）通過A/D轉(zhuǎn)換直接進(jìn)行線性化處理的一種方法3）數(shù)字式線性化基本原則仍然是“以折代曲”。將不同斜率的斜線乘上不同的系數(shù)變?yōu)橥恍甭实木€段而達(dá)到線性化的目的。ABCDFRGtmVNRΔU′ΔUΔNΔN′Δt數(shù)字線性化原理示意圖2）A/D轉(zhuǎn)換線性化（非線性A/D轉(zhuǎn)換）通過A/D轉(zhuǎn)換直接進(jìn)模擬輸入模-數(shù)轉(zhuǎn)換計數(shù)門計數(shù)器計數(shù)輸出系數(shù)運(yùn)算器系數(shù)控制器鐘頻數(shù)字線性化器邏輯原理圖模擬輸入模-數(shù)轉(zhuǎn)換計數(shù)門計數(shù)器計數(shù)輸出系數(shù)運(yùn)算器系數(shù)控制器鐘3.5信號標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)度變換將這些不同性質(zhì)的信號與不同電平的信號統(tǒng)一起來，這就叫輸入信號的規(guī)格化，或者稱為參數(shù)信號的標(biāo)準(zhǔn)化。

我國目前采用的統(tǒng)一直流信號電平有以下幾種：0~10mV，0~30mV，0~40.95mV，0~50mV等。量綱還原問題，通常稱之為“標(biāo)度變換”模擬標(biāo)度變換，數(shù)字量標(biāo)度變換。3.5信號標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)度變換將這些不同性質(zhì)的信數(shù)字儀表的標(biāo)度變換y=S1·S2·S3·x=S·x（1）模擬量標(biāo)度變換（2）電勢信號的標(biāo)度變換

（3）電流信號的標(biāo)度變換

數(shù)字儀表的標(biāo)度變換y=S1·S2·S3·x=S·x（1）

當(dāng)前的顯示儀表是涉及微處理技術(shù)、新型顯示技術(shù)、記錄技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和控制技術(shù)，把信號檢測處理、顯示、記錄、數(shù)據(jù)儲存、通訊、控制、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算等多個或全部功能集合于一體的新型儀表。它使用方便，觀察直觀，功能豐富，可靠性高。4新型顯示儀表概述4.4.1顯示儀表4.4.2屏幕顯示儀表4.4.3虛擬顯示儀表特點：利用計算機(jī)來完成顯示儀表所有的工作。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)行操作。當(dāng)前的顯示儀表是涉及微處理技術(shù)、新型顯示技術(shù)、記錄技3.3自動控制儀表

自動控制儀表作用將被控變量（被調(diào)參數(shù)）的測量值與給定值相比較，產(chǎn)生一定的偏差，根據(jù)該偏差進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果以一定的信號形式送往執(zhí)行器，以實現(xiàn)對被控變量的自動控制。