第四章 顯示儀表

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1、 1/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第四章第四章 顯示儀表顯示儀表第一節(jié)第一節(jié)動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 第二節(jié)第二節(jié) 自動電子電位差計自動電子電位差計 第三節(jié)第三節(jié) 自動電子平衡電橋自動電子平衡電橋 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表第六節(jié)第六節(jié) 新型顯示記錄儀表新型顯示記錄儀表 2/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 電動電動按能源分類按能源分類 顯示儀表顯示儀表 氣動氣動 模擬式模擬式按顯示方式分類按顯

2、示方式分類 數(shù)字式數(shù)字式 顯示儀表顯示儀表 圖像式圖像式 3/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一凡是可轉(zhuǎn)變成直流電壓的信號凡是可轉(zhuǎn)變成直流電壓的信號,均可均可用動圈式顯示儀表用動圈式顯示儀表 1.1.測量機構(gòu)及作用原理測量機構(gòu)及作用原理 工作原理圖工作原理圖 P.107 P.107 圖圖4-14-1 工作過程：工作過程：第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表實際溫度實際溫度t t熱電偶熱電偶熱電勢熱電勢mVmVR R串串、動圈、動圈回路回路電流電流I I動圈動圈磁場磁場磁力磁力線圈、指針轉(zhuǎn)動線圈、指針轉(zhuǎn)動標尺標尺顯示溫度顯示溫度t t 4/47十十十一十一二

3、二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一2.2.外接電阻和外接調(diào)整電阻外接電阻和外接調(diào)整電阻 第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表內(nèi)內(nèi)外外總總RRttERttEI ),(),(00 只有當只有當R R總總和和t t0 0為定值時，電流為定值時，電流I I才與才與所測溫度一一對應(yīng)所測溫度一一對應(yīng)，而，而R R內(nèi)內(nèi)屬于儀表內(nèi)部，屬于儀表內(nèi)部，出廠時已確定，儀表使用時設(shè)法保持出廠時已確定，儀表使用時設(shè)法保持R R外外一定。一定。熱電偶現(xiàn)場接線圖熱電偶現(xiàn)場接線圖 P.107P.107圖圖4-24-2 R R外外=R R熱熱 +R R補補 +R R銅銅 +R R調(diào)調(diào) 規(guī)定規(guī)定 R R外外=

4、15=15 5/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 3.3.動圈的溫度補償動圈的溫度補償(原理圖原理圖)R R動動-線圈電阻線圈電阻,當儀表環(huán)境溫度當儀表環(huán)境溫度t0t0時，時，R R動動-R R內(nèi)內(nèi)，測量誤差，測量誤差。R RT T 補償補償(熱敏熱敏)電阻電阻，t t0 0RRT T 補償補償R R動動的變化；的變化；R R并并使使R R并并/R RT T對對R R動動的溫度補償效果最佳的溫度補償效果最佳；R R串串 量程電阻量程電阻。XCZ-101XCZ-101接線原理圖接線原理圖 “短短”端子的作用端子的作用:短接短接R R動動電阻，避免動電阻，避免動圈

5、儀表搬運時線圈劇烈晃動而損壞。圈儀表搬運時線圈劇烈晃動而損壞。第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 6/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 1.1.不平衡電橋不平衡電橋 第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表作用作用：將：將RtRt的變化轉(zhuǎn)變的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌蜉敵鲭妷鹤兓?。為電橋輸出電壓變化。溫度溫度tRtUcdtRtUcd注注：實際接線時，：實際接線時，熱電阻熱電阻RtRt與電橋相與電橋相距較遠距較遠 7/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一2.2.三線制與外接調(diào)整電阻三線制與外接調(diào)整電阻 第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈

6、式顯示儀表缺點缺點：兩個連接：兩個連接導線電阻導線電阻R R1 1在同在同一橋臂上，一橋臂上，當環(huán)當環(huán)境溫度變化時，境溫度變化時，將引起較大的測將引起較大的測量誤差量誤差。不平衡電橋的不平衡電橋的二線連二線連接接方式，如圖所示。方式，如圖所示。8/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一三線制接法：三線制接法：(圖圖)將兩個連接導線電阻將兩個連接導線電阻R R1 1加在相鄰兩橋加在相鄰兩橋臂上，當環(huán)境溫度變化時，臂上，當環(huán)境溫度變化時，R R1 1對電對電橋輸出的影響可相互抵消一部分，從橋輸出的影響可相互抵消一部分，從而而減小測量誤差減小測量誤差，此時從熱電阻到電，此

7、時從熱電阻到電橋有三根連接線，所以稱橋有三根連接線，所以稱三線制接法。三線制接法。規(guī)定規(guī)定:XCZ-102XCZ-102連接線電阻為連接線電阻為3 35 5XCZ-102XCZ-102接線圖見接線圖見P.108P.108圖圖4-44-4 第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 9/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一1.1.注意測溫元件與顯示儀表注意測溫元件與顯示儀表配套配套使用；使用；2.2.注意調(diào)整注意調(diào)整外接調(diào)整電阻外接調(diào)整電阻；3.3.搬運時搬運時注意將注意將短路端短路短路端短路，可阻尼，可阻尼動圈轉(zhuǎn)動。動圈轉(zhuǎn)動。實際上將動圈本身短接實際上將動圈本身短

8、接成一成一回路回路。第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 10/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第二節(jié)第二節(jié) 自動電子電位差計自動電子電位差計由電壓平衡原理由電壓平衡原理圖可知，測未知圖可知，測未知電壓的電壓的方法方法是：是：用已知電壓與用已知電壓與未知電壓相平衡未知電壓相平衡來測未知電壓來測未知電壓。11/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一特點：特點：可自動調(diào)整滑線觸頭可自動調(diào)整滑線觸頭C C，但，但測量測量結(jié)果受電源電壓影響較大結(jié)果受電源電壓影響較大。第二節(jié)第二節(jié) 自動電子電位差計自動電子電位差計 12/47十十十一

9、十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 測量橋路原理圖測量橋路原理圖 演示演示（1 1）冷端溫度補償問題）冷端溫度補償問題 U=UU=UCDCD-E-Et t,U,UCDCD=U=UCBCB-U-UDBDB銅電阻銅電阻R R2 2:t t0 0 Et Et R RCUCUUUDBDB U UCDCD U U不變不變 可見，儀表示值基本不受冷端溫度的影響可見，儀表示值基本不受冷端溫度的影響。所以，所以，R R2 2為冷端溫度補償電阻為冷端溫度補償電阻。第二節(jié)第二節(jié) 自動電子電位差計自動電子電位差計 13/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一（2 2）

10、量程匹配問題）量程匹配問題 (原理圖原理圖)零點電阻零點電阻R RG G：R RG GU UCDCD，所能測的，所能測的EtEt，即，即測量下限測量下限。上、下支路限流電阻上、下支路限流電阻R3R3、R4:R4:滑線電阻滑線電阻R RP P:工藝電阻工藝電阻R RB B:使使R RP P/R/RB B=90=90或或300300 量程電阻量程電阻R RM M:R RM M I IM MU UCDCD 測量范圍測量范圍 第二節(jié)第二節(jié) 自動電子電位差計自動電子電位差計 14/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一工作原理工作原理演示演示 第二節(jié)第二節(jié) 自動電子電位差計自

11、動電子電位差計 15/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 當在測量下限時，電橋平衡當在測量下限時，電橋平衡 R R3 3(R(Rt0t0+R+RP P)=R)=R2 2R R4 4 當所測溫度上升時當所測溫度上升時 R Rt t r r1 1 R R3 3(R(Rt0t0+R+Rt t+R+RP P-r-r1 1)=R=R2 2(R(R4 4+r+r1 1)整理，得整理，得 第三節(jié)第三節(jié) 自動電子平衡電橋自動電子平衡電橋tRRRRr3231觸點觸點B B的位置決定的位置決定r r1 1的值。的值。（演示演示)可見，可見，B B的位置與的位置與RRt t一一對應(yīng)。

12、一一對應(yīng)。16/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一工作原理圖工作原理圖 RtRt 熱電阻熱電阻 （R R5 5+r+r5 5）調(diào)量程的電阻調(diào)量程的電阻 （R R6 6+r+r6 6）調(diào)零電阻調(diào)零電阻 R R2 2、R R3 3、R R4 4 限流電阻限流電阻 R R1 1 外線調(diào)整電阻外線調(diào)整電阻采用采用三線制接法三線制接法，規(guī)定為規(guī)定為R R1 1=2.5=2.5。工作原理工作原理演示演示 組成方框圖組成方框圖 第三節(jié)第三節(jié) 自動電子平衡電橋自動電子平衡電橋 17/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一相同點：相同點：外形、組成相似

13、。外形、組成相似。不同點不同點:（1 1）輸入信號輸入信號不同；不同；（2 2）測量穩(wěn)定時）測量穩(wěn)定時,前者電橋處于不平衡狀前者電橋處于不平衡狀態(tài)態(tài),后者處于平衡狀態(tài)后者處于平衡狀態(tài)。（3 3）前者前者與熱電偶配套，與熱電偶配套，需考慮冷端溫需考慮冷端溫度自動補償問題度自動補償問題，而后者不存在該問題。，而后者不存在該問題。（4 4）輸入）輸入前者采用兩線制接法前者采用兩線制接法,后者采用后者采用三線制接法。三線制接法。（5 5）供電電源，）供電電源，前者是直流電，后者是前者是直流電，后者是直流電也可為交流電直流電也可為交流電。第三節(jié)第三節(jié) 自動電子平衡電橋自動電子平衡電橋 18/47十十十一

14、十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一1.電動記錄儀的整機結(jié)構(gòu)電動記錄儀的整機結(jié)構(gòu) 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 19/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一2.測量組件的工作原理測量組件的工作原理 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表總之，記錄儀采用總之，記錄儀采用電壓負反饋電壓負反饋的原的原理而工作。理而工作。20/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一3.DDZ-III型記錄儀的特點型記錄儀的特點24V24V直流電源直流電源線性及邏輯集成電路線性及邏輯集成電

15、路1-5V1-5V輸入信號輸入信號無機械觸點、無滑動部件無機械觸點、無滑動部件長條形外形長條形外形記錄采用寶石筆尖，縱向記錄，墨水記錄采用寶石筆尖，縱向記錄，墨水瓶隨同筆桿上、下移動瓶隨同筆桿上、下移動 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 21/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一特點：特點：顯示醒目、形象直觀、精度穩(wěn)定、顯示醒目、形象直觀、精度穩(wěn)定、耐顛震等，并可上、下限報警；電源耐顛震等，并可上、下限報警；電源為為24VDC24VDC或或220VAC220VAC，輸入信號為，輸入信號為1-5V1-5V或或4-204-20mAmA。結(jié)

16、構(gòu)原理框圖結(jié)構(gòu)原理框圖 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 光柱顯示器光柱顯示器(幾百個發(fā)光二極管組成幾百個發(fā)光二極管組成)組成組成 報警機構(gòu)報警機構(gòu)(比較器、報警設(shè)定等比較器、報警設(shè)定等)其它其它模擬顯示儀表示例模擬顯示儀表示例 22/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 23/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 一般組成：一般組成：模模-數(shù)轉(zhuǎn)換、非線性補數(shù)轉(zhuǎn)換、非線性補償及標度變換償及標度變換。數(shù)字式顯示儀表組成方

17、案數(shù)字式顯示儀表組成方案 24/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一作用：作用：將連續(xù)變化的將連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成模擬量轉(zhuǎn)換成與其成比例的斷續(xù)變化的與其成比例的斷續(xù)變化的數(shù)字量數(shù)字量,便于進行數(shù)字顯示。便于進行數(shù)字顯示。第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 時間間隔時間間隔常用常用方法方法 電壓電壓 數(shù)字轉(zhuǎn)換數(shù)字轉(zhuǎn)換 機械量機械量實際：實際：非電量非電量電壓電壓V V數(shù)字量數(shù)字量D D關(guān)鍵：關(guān)鍵：V-DV-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換。V-DV-D轉(zhuǎn)換方法：轉(zhuǎn)換方法：雙積分型、逐次比較型等。雙積分型、逐次比較型等。25/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八

18、八 九九一一作用：作用：可對所接受的脈沖進行可對所接受的脈沖進行逢十逢十進一的計數(shù)。進一的計數(shù)。還可還可通過譯碼器譯成通過譯碼器譯成十個狀態(tài)（十個狀態(tài)（0-90-9），驅(qū)動數(shù)碼管），驅(qū)動數(shù)碼管，將被測數(shù)據(jù)顯示出來將被測數(shù)據(jù)顯示出來。第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 晶體晶體振蕩器振蕩器閘門閘門計數(shù)器計數(shù)器放大整形放大整形被測信號被測信號fATB計數(shù)計數(shù) N=fA.TB 26/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一作用：作用：將計數(shù)器將計數(shù)器的某一的某一狀態(tài)保存狀態(tài)保存下下來，供譯碼顯示用。來，供譯碼顯示用。第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 27/

19、47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一數(shù)字顯示方法：數(shù)字顯示方法：將計數(shù)器的將計數(shù)器的脈沖數(shù)脈沖數(shù)通過譯碼器通過譯碼器譯成對應(yīng)顯示二進制數(shù)譯成對應(yīng)顯示二進制數(shù)再由再由輝光數(shù)碼管、發(fā)光二極輝光數(shù)碼管、發(fā)光二極 管和管和液晶顯示參數(shù)值液晶顯示參數(shù)值等。等。如圖，數(shù)碼顯示數(shù)字如圖，數(shù)碼顯示數(shù)字“5”5”。第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 123456712345671101101數(shù)碼管數(shù)碼管真真 值值其二進制數(shù)為：其二進制數(shù)為：28/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一作用：作用：補償輸入信號與被測參數(shù)之補償輸入信號與被測參數(shù)之間的

20、非線性關(guān)系，從而間的非線性關(guān)系，從而使顯示值和使顯示值和與被測參數(shù)之間呈線性關(guān)系與被測參數(shù)之間呈線性關(guān)系。第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 實際實際tEt mV實際實際t顯顯示示tEt mV顯顯示示t 29/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一標度變換的作用：標度變換的作用：將測量值進行一定的比例變換，使將測量值進行一定的比例變換，使儀表直接顯示工程值。儀表直接顯示工程值。數(shù)字式顯示儀表示例數(shù)字式顯示儀表示例 第五節(jié)第五節(jié) 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表 30/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一新型記錄儀，即為無筆、無紙記新

21、型記錄儀，即為無筆、無紙記錄儀。它是以錄儀。它是以CPUCPU為核心，采用液晶顯為核心，采用液晶顯示的記錄儀。示的記錄儀。不存在機械傳動、紙張不存在機械傳動、紙張和筆，而是將數(shù)字信號在和筆，而是將數(shù)字信號在RAMRAM中保存，中保存，并在液晶屏上顯示，可隨意放大、縮并在液晶屏上顯示，可隨意放大、縮小，也可與上位計算機通訊實現(xiàn)打印小，也可與上位計算機通訊實現(xiàn)打印和磁盤或光盤保存信息等。和磁盤或光盤保存信息等。實物圖實物圖 第六節(jié)第六節(jié) 新型顯示記錄儀表新型顯示記錄儀表 31/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第六節(jié)第六節(jié) 新型顯示記錄儀表新型顯示記錄儀表 一般端

22、子板可接一般端子板可接1-81-8個模擬量，輸入處個模擬量，輸入處理單元主要是理單元主要是A/DA/D轉(zhuǎn)換器，其它與計算轉(zhuǎn)換器，其它與計算機原理相似。機原理相似。32/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一1.1.實時單通道顯示實時單通道顯示可顯示日期、時間、工程單位、棒圖、可顯示日期、時間、工程單位、棒圖、曲線圖顯示、報警顯示、手動曲線圖顯示、報警顯示、手動/自動翻自動翻頁操作等。頁操作等。2.2.組態(tài)界面（六種組態(tài)）組態(tài)界面（六種組態(tài)）時間及通道；時間及通道；頁面及記錄間隔；頁面及記錄間隔；通 道 信 息；通 道 信 息；通 訊 信 息；通 訊 信 息；顯示畫面

23、選擇；顯示畫面選擇；報警信息。報警信息。第六節(jié)第六節(jié) 新型顯示記錄儀表新型顯示記錄儀表 33/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一模擬式顯示表：模擬式顯示表：以儀表的指針以儀表的指針(或記錄筆或記錄筆)的線位移的線位移 (或角位移或角位移)來模擬顯示參數(shù)變化的儀表。來模擬顯示參數(shù)變化的儀表。第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 34/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一數(shù)字顯示表：數(shù)字顯示表：直接以數(shù)字形式顯示被測參數(shù)的儀表直接以數(shù)字形式顯示被測參數(shù)的儀表.圖像顯示表：圖像顯示表：將圖形、曲線、字符和數(shù)字等直接在將圖形、曲線、字

24、符和數(shù)字等直接在 屏幕上進行顯示。屏幕上進行顯示。第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 35/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 36/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 37/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 38/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一第一節(jié)第一節(jié) 動圈式顯示儀表動圈式顯示儀表 39/47十十十一十一二二 三三 四四 五

25、五 六六 七七 八八 九九一一 第二節(jié)第二節(jié) 自動電子電位差計自動電子電位差計 40/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第三節(jié)第三節(jié) 自動電子平衡電橋自動電子平衡電橋 41/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第三節(jié)第三節(jié) 自動電子平衡電橋自動電子平衡電橋 42/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 43/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 44/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 45/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 46/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第四節(jié)第四節(jié) DDZ-IIIDDZ-III型顯示儀表型顯示儀表 47/47十十十一十一二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九一一 第六節(jié)第六節(jié) 新型顯示記錄儀表新型顯示記錄儀表