第6章 显示仪表

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1、第六章显示仪表凡能将生产过程中各种变量进行指示、记录或累积的仪表统称为显示仪表(或称为二次仪表)。显示仪表一般安装在控制室的仪表盘或操作台上，与各种变送器或传感器配套使用，连续地指示或记录。它又可与控制器配套使用，对生产过程中的各种变量进行自动控制和显示。按照能源分，有电动显示仪表与气动显示仪表；按照显示的方式分，有模拟式、数字式和图像显示三种。模拟式显示仪表：以仪表的指针（或记录笔）的线位移或角位移来模拟显示被测变量连续变化。模拟式显示仪表使用的是磁电偏转机构或机电式伺服机构，所以测量速度较慢、精度较低、读数容易造成多值性。但它简单、可靠、

2、价廉，又能反映出被测值的变化趋势，因而目前仍大量地应用于工业生产中。数字显示仪表：直接以数字形式显示被测变量值。这类仪表由于不必使用磁电偏转机构或机电伺服机构，因而测量速度快、抗干扰性能好、精度高、读数直观，对所测变量便于进行数值控制和数字打印记录，且具有自动报警功能，尤其是它能将模拟信号转换为数字量，便于和数字计算机或其他数字装置联用。因此，这类仪表发展非常迅速。图像显示：直接把被测变量用文字、符号、数字和图像相配合的形式在大屏幕荧光屏上显示出来，并配以打印记录装置，按操作者的需要，任意以其中一种或多种方式同时显示，它具有模拟式和数字式显示

3、仪表两种功能，也是现在计算机不可缺少的终端设备，它是随着计算机的推广应用而发展起来的一种新型显示设备，其中应用较普遍的是CRT显示器。第一节模拟式显示仪表一、自动平衡电子电位差计电子电位差计是一种自动平衡式的模拟显示仪表，它可以与各种热电偶或变送器配用显示各种变量，具合较高的灵敏度和精度。1、工作原理电位差计就是根据平衡法(也称补偿法、零值法)将被测电势与已知的标准电势进行比较而工作的。当两者的差值为零时，被测电势就等于已知的标准电势。当电路中有两个电位相反的电源时，总电势为两个电源电势之差。如果两个电源的电动势相等，则回路电流为零。手动电位

4、差计原理图手动电位差计在使用时，必须用于调节滑线电阻C点的位置，因此，它不能连续地、自动地指示出被测电势，常作为标准仪表用于实验室。若用于生产过程中的连续测量，则必须采用自动电位差汁。2、电子自动电位差计测量桥路热电偶测量电桥放大器可逆电机指示机构记录机构同步电机稳压电源电子电位差计原理方框图XW系列电位差计测量桥路原理图二、电子自动平衡电桥热电阻测量电桥放大器可逆电机指示机构记录机构同步电机稳压电源电子自动平衡电桥原理方框图三线制接法：电桥平衡时(R4+r1)×R2=(Rt+r2+2RL)×R3其中R2=R3=R4=Rt0R4+r1=Rt0

5、+△Rt+r2+2RL△Rt=r1-r2-2RL1、手动平衡电桥测量原理电桥平衡时R4×(R2+RL)=(Rt0+Rp+RL)×R3其中R2=R3=R4=Rt0R2+RL=Rt0+Rp+RLRt0=R2-Rp2、电子自动平衡电桥RpRtR3r自动平衡电桥原理图R0R2R1两个系统比较项目热电偶系统热电阻系统输入信号电动势电阻电桥输出E（不平衡）0（平衡）冷端温度补偿有无接线方式双补偿线，桥中三线，桥臂电源直流直流或交流第二节数字式显示仪表模拟量信号：以连续变化的物理量的大小模拟实际参数的大小。数字量信号：以脉冲数表达实际参数的大小。数字显示仪

6、的主要功能：将模拟量信号转换为数字量信号，并用数字符号显示出来。数字显示仪有单独的标准化（DDZⅣ系列）仪表。有些测试仪表的二次仪表也附带内置的数字显示仪。一、数字式显示仪表的原理及特点数字显示仪表电压型频率型单点式多点式单点式多点式显示仪显示报警仪显示控制仪显示记录仪显示报警控制记录仪1、数字式显示仪表的分类2、数字式显示仪表结构原理检测变送模拟信号A/D转换数字信号电子计数器寄存器电子译码器显示器3、数字式显示仪表特点相对于模拟式仪表，数字式显示仪表有如下特点：(1)准确度、灵敏度高；(2)测量速度快，从每秒几十次到每秒上百万次；(3)仪

7、表的量程和被测量的极性可自动转换，可自动检查故障、报警以及完成指定的逻辑程序；(4)可以方便地实现多点测量；(5)可以与电子计算机配合，给出一定形式的编码输出。二、A/D转换功能：将电压信号转换为数字脉冲信号；输入与输出电位隔离。构成：低精度时直接用集成芯片转换；单芯片精度取决于输出位数。高精度时分段采用集成芯片转换。对以电流方式输入的信号，先转换成电压信号。三、电子计数器功能：将A/D转换输出或测试仪表的数字输出按10进制进行分段；构造与工作原理：一般由多个双稳态触发器串联组成；通过依次触发，实现进位。1、寄存器功能：暂时储存电子计数器输出

8、结果；隔断计数器非信号输出；根据后续请求定时输出数字信号。结构：一般直接采用RAM芯片构成。2、译码器功能：将数字信号翻译为十个数字状态；将每个数字翻译为对应管脚信