第六讲 显示仪表

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1、第六讲显示仪表—第一章测量仪表—本节知识要点：第一节概述第二节动圈式显示仪表第三节平衡式显示仪表第四节数字式显示仪表第五节无纸记录仪表本节主要问题：试述电子自动平衡电桥的工作原理，比较与电子自动电位差计的异同点？数字式显示仪表主要由哪几部分组成？各部分作用是什么？无纸记录仪表的基本结构及原理是什么?第一节概述用途：显示仪表直接接收检测元件或变送器或传感器(或经过处理)送来的信号，然后经过测量线路和显示装置，最后对被测参数予以指示或记录或字、符、效、图象显示。按所显示信息的类别可分为模拟式和数字式两大类；按显示方式可分为指示仪表(包括指针指示和色带指

2、示)、记录仪表、报警装置和图象显示仪等。1.模拟式显示仪表所谓模拟式显示仪表是以指针或记录笔的偏转角或位移量来显示被测参数的连续变化的仪表。就其测量线路而言，又分为直接交换式和平衡式两种。直接交换式线路简单．价格低廉；但精度较低，线性度较差，信息能量传递效率低，故灵敏度不高。平衡式线路结构复杂，价格贵，稳定性较差；但精度高，线性度好，信息能量传递效率高，故有较高灵敏度。2.数字式显示仪表数字式显示仪表直接以数字形式显示被测参数，其测量速度快，抗干扰性能好，精度高、读数直观，工作可靠，且有自动报警、自动打印和自动检测等功能，更适用于生产集中监视和控制

3、，近年来发展较快。3.图像显示仪图象显示仪的实质是属于数字式，它直接把工艺参数用文字、符号、数字和图象配合的形式在大屏幕荧光屏上直接显示出来。并配以打字记录装置，按操作者的需要，任意以其中一种或多种方式同时显示。具有模拟式与数字式显示仪表两种功能，并且具有计算机大存贮量的记忆能力与快速功能，也是现代计算机不可缺少的终端设备，常与计算机联用。作为计算机综合集中控制必不可少的显示装置。是最近刚刚发展起来的一种新的显尔器。第二节动圈式显示仪表动圈式显示仪表可以对直流毫伏信号进行显示，也可以对非电势信号但能转换成电势信号的参数进行显示。例如检测元件或传感器

4、或变送器送来的是直流毫伏信号，就可直接进行显示；否则需经过适当的转换电路方可进行显示。它具有如下特点：(1)该仪表可以作参数指示显示，如XCZ型；也可作参数指示显示和控制，如XCT型。它可与热电偶、热电阻等测温元件配合，作为温度显示、调节之用；也可与其他变送器配合，测量、控制其他参数。(2)它采用灵敏区较高的磁电系测量机构，易将微弱的被测信号转换为指针的较大角位移。指示清晰、连续，体以小，重量径，结构简单，维修方便，价格低应，具有一定的抗干扰能力，噪声对其影响不大。1.组成动圈仪表的组成结构原理如图1所示。其中永久磁铁(包括极靴)1和圆柱形软磁芯3

5、形成辐射源，使两者之间气隙中各处的磁场均匀(即磁力线密度相等)，且使动圈5在气隙中转动时，有效边始终与磁场垂直。上、下张丝2、6是用以支承动圈5，并作为传导电流的导线。当动圈转动时会产生扭转。从而对动圈5产生反力矩，起平衡力矩的作用。动圈5是用漆包线绕制的无骨架线框，由上、下张丝2、6支承着，悬挂在永久磁铁和软磁芯所组成的辊射磁场内的气隙中。当信号电流通过时，可以在气隙中转动。刻度7指针8用于指示被测量的数值。2.动圈表的工作原理动圈仪表的工作原理是基于被测信号电流通过连接导线，经过张丝进入动圈时，此电流和磁场相互作用，在动圈两有效边(即与磁场方向

6、垂直的两边)上产生了大小相等、方向相反的作用力，并且对转轴产生转矩，使动圈产生偏转，这个力矩称之为偏转力矩。当仪表动圈在偏转力矩作用下产生偏转时，为了对每一个被测量(电流强度)只产生一定的偏转，以便显示被测参数的大小，必须在动圈上施加一个大小与其偏转角成比例的反作用力矩。由上式可知：动圈仪表偏转角的大小与流过动圈的电流I成正比，且比例系数S(动圈测量机构的灵敏度)是常数。故动圈仪表的刻度是线性的。若通过检测元件使工业过程参数线性地转换成电流，则动圈仪表现可按过程参数线性刻度，否则为非线性刻度。一般来说，动团仪表若直接按过程参数进行刻度时，较难获得线

7、性刻度，动圈仪表的精度不易做得很高、且信息转换效率低。动圈仪表结构简单、可靠动圈式显示仪表是由测量线路和测量机构两部分组成。对于不同型号的仪表其测量线路有所不同。⒈测量毫伏信号的测量线路用于测量变伏信号的动圈仪表的测量线路如图2所示。该线路为直接变换式线路。3.测量线路图2测量毫伏信号的测量线路为环境温度补偿电阻，用以对动圈电阻(铜丝)随环境温度变化进行补偿。20℃时为68Ω的热敏电阻50Ω的锰铜电阻锰铜丝绕制的量程电阻，可以提高仪表的输入阻抗，从而使得信号源内阻变化对测量精度的影响减小。其阻值在200~1000Ω之间。锰铜电阻，用于改善仪表的阻尼

8、特性。4.配热电偶的测量线路XCZ-101图3　动圈表配热电偶的测温线路配热电偶的动圈仪表测量线路如下图3所示。在使用中必