第9讲 显示仪表

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1、第四章显示仪表主要内容一、显示仪表概述二、模拟式显示仪表三、数字式显示仪表一、显示仪表概述1、显示仪表的作用显示仪表能与各种测量仪表和传感器配套使用,对被测参数自动进行指示、记录，在自动化系统中占有重要作用。典型工业自动检测仪表控制系统结构图2、显示仪表的分类显示仪表按使用的能源分为气动显示仪表和电动显示仪表；按显示方式分为模拟式显示仪表和数字式显示仪表两大类。二、模拟式显示仪表模拟式显示仪表就是用标尺、指针、曲线等方式显示和记录被测变量的测量值。模拟式显示仪表工作可靠，价格低廉，能满足一定的精度要求，但结构

2、复杂，读数不直观，重现性差。测量仪表传感器被测变量Y测量值Z显示仪表（去控制室）动圈式模拟显示仪表动圈式显示仪表是电动模拟式显示仪表。一般与热电偶、热电阻配套使用，用于显示温度大小，具有结构简单、价格便宜、性能可靠等特点。动圈式显示仪表有两种型号：XCZ-101(与热电偶配套）XCZ-102（与热电组配套）动圈式显示仪表的外型~220v动圈制动盘后接线示意图（一）XCZ-101型动圈式显示仪表的工作原理1、结构动圈式显示仪表由动圈、张丝、磁铁、指针、表盘五部分组成。NS+-015X10°Cxcz--102R并

3、R热mVR串2、工作原理根据电磁感应原理，当有mV信号加在动圈两端时，形成一个闭合回路，便有电流流过动圈，载流动圈在磁场中将受到电磁场的作用。根据左手定则，磁力线穿过手心，四指指向电流方向，拇指就是导体受力方向，这个力使动圈转动，使动圈转动的力和绑定动圈的张丝力相等时，动圈停在某一位置，指针指示出温度的大小。设指针移动的角位移为αUR总α=KII==E(t,t0)R内+R外R内=R动+R串+R热R并R外=R热偶+R补+R连+R调=15Ω3、电路中各电阻的作用R串：R串电阻值较大，使动圈的电阻值随温度变化而引起

4、的测量误差相对R串较小，以至于可忽略不计，目的是减小测量显示误差。R调：热电偶的连接导线有长有短，为保证R总=常数，调整R调使R外=15ΩR热敏与R并：R热敏与R并两个电阻是动圈的温度补偿电阻。因为动圈是铜导线绕制的，当温度升高时，动圈的电阻值R动就会增加，在电压信号不变的情况下，I将减小，动圈显示仪表的指针指示会偏低，此时，R热敏的电阻值也会随着温度自动减少，与R并并联后的电阻值会更小，其作用是自动补偿R动随温度变化的特性，使回路中总电阻值保持不变。反应容器~220v补偿器R调热电偶与动圈表配套使用实际连线

5、（二）XCZ-102型动圈式显示仪表的工作原理由动圈表的工作原理可知，动圈表实际上是一个毫伏计，即测量电压的大小并加以显示的。热电偶恰好将被测温度转换成mV信号的大小，可直接和动圈表相连显示其温度，但热电阻是将温度转换成电阻的大小，不能直接送到动圈表上加以显示，必须先经过一个桥路将电阻的大小转换成mV信号的大小再和动圈表连接。因此XCZ-102型动圈式显示仪表与XCZ-101型动圈式显示仪表相比，在结构上应多了一个电桥。+U=220v—R13R11RtR4R12R2R1R3动圈表ab1、工作原理热电阻调整电阻

6、桥路电阻R3×(R1+R11+Rt0)=R4×(R2+R12)当t=0℃时,电桥平衡，Rt=Rt0Ua=Ub,Uab=Ua-Ub=0由于加在动圈两端的电压为0，所以动圈表指针指在0的位置；t=0℃,升高时,电桥失去平衡，Rt0增大ΔRt，R3×(R1+R11+Rt0+ΔRt，)=R4×(R2+R12)Ua=Ub,Uab=Ua-Ub=0由于加在动圈两端的电压不为0，所以动圈表指针指在相应的位置上。2、热电阻的三线制接法1）什么是三线制的接法？从热电阻本身引出三根线。其中两根将热电阻连接在电桥的桥臂上。另一根连到

7、电桥电源的负极上。2）为什么采用三线制接法因为热电阻安装在测量现场，动圈表安装在控制台或控制室，两者之间要通过连接导线连接，而连接导线容易受环境温度的影响引起导线电阻值的变化。当连接在两个桥臂上时，其变化可以互相抵消一部分。从而减小对仪表读数的影响。~220v动圈制动反应容器热电阻与动圈表配套使用实际连线+U=220v—R13R11RtR4R12R2R1R3动圈表ab1.R1+R11+R连1=5Ω2.R2+R12+R连2=5Ω3.R13+R连3=5Ω调整电阻的作用与大小3、动圈式显示仪表使用注意事项1、型号要

8、匹配动圈式显示仪表分为XCZ-101和XCZ-102两种类型，每种类型又分为好几个型号，一定要注意动表的型号和热电偶、热电阻的型号匹配。2、冷端补偿与三线制热电偶和动圈表之间要考虑冷端补偿问题；热电阻和动圈表之间要考虑三线制接法问题。3、调整电阻调整R调，一定要保证热电偶的R外=15Ω；保证热电阻的各支路R外=5Ω。三、数字式显示仪表定义数字式显示仪表与各种测量仪表和传感器配合使用，对各种被测变量或