1、項目七項目七 顯示記錄儀表顯示記錄儀表 江蘇高校品牌專業(yè)石油化工技術(shù)課程：化工DCS識用與操作內(nèi)容提要 模擬式顯示儀表 自動平衡電子電位差計 電子自動平衡電橋 數(shù)字式顯示儀表 數(shù)字式顯示儀表的原理及其特點 模-數(shù)變換器 電子計數(shù)器 顯示器 數(shù)字式顯示儀表的基本組成 數(shù)字模擬混合記錄儀 新型顯示儀表 無紙記錄儀 虛擬顯示儀表1 概 述 凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、記錄或累積的儀表。記錄或累積的儀表。分類分類模擬式顯示儀表模擬式顯示儀表數(shù)字顯示儀表數(shù)字顯示儀表屏幕顯示儀表屏幕顯示儀表2 知識點：模擬式顯示儀表一、自動平衡電子電位差計 電位差計是用來測量電勢或

2、電位的,當它與熱電偶配合時,可以用來測量和顯示溫度。 根據(jù)這種電壓平衡原理來進行工作。3 4圖1 電子電位差計原理圖 電子電位差計既保持了手動電位差計測量精度高的優(yōu)點，電子電位差計既保持了手動電位差計測量精度高的優(yōu)點，而且無須用手去調(diào)節(jié)就能自動指示和記錄被測溫度值。而且無須用手去調(diào)節(jié)就能自動指示和記錄被測溫度值。 結(jié)論結(jié)論熱電偶測量橋路放大器可逆電機指示機構(gòu)記錄機構(gòu)同步電機穩(wěn)壓電源圖2 電子電位差計原理方框圖知識點：模擬式顯示儀表 5圖3 XW系列電位差計測量橋路原理圖知識點：模擬式顯示儀表 橋路中各電阻的作用橋路中各電阻的作用 改變滑動觸點在 RP上的位置,可以產(chǎn)生不同的橋路輸出電壓以平衡熱

3、電偶的熱電勢。 RG的大小取決于測量下限的高低。 RM是決定儀表量程大小的電阻。它的大小由儀表測量范圍與所采用的熱電偶分度號來決定。 6知識點：模擬式顯示儀表 降低了測量誤差。nPGRRIER14 把上支路的工作電流限定在4mA。（1）(6)下支路限流電阻R3 它與R2配合，保證了下支路回路的工作電流為2mA。 223RIER（2）7知識點：模擬式顯示儀表 二、電子自動平衡電橋12利用平衡電橋來測量熱電阻變化。利用平衡電橋來測量熱電阻變化。圖4 平衡電橋 當被測溫度為下限時，Rt有最小值Rt0，滑動觸點應(yīng)在RP的左端，此時電橋的平衡條件是4230RRRRRPt（3）知識點：模擬式顯示儀表 滑動

4、觸點滑動觸點B B的位置就可以反映電阻的變化，亦即反的位置就可以反映電阻的變化，亦即反映了溫度的變化。并且可以看到觸點的位移與熱電阻映了溫度的變化。并且可以看到觸點的位移與熱電阻的增量呈線性關(guān)系。的增量呈線性關(guān)系。 結(jié)論結(jié)論142130rRRrRRRRPtt當被測溫度升高后的平衡條件是（4）ttRRRRrrRRrRR323112313用式（6-4）減式（6-3），則得（5）13知識點：模擬式顯示儀表 14圖7 電子平衡電橋原理方框圖 為了準確地指示出被測溫度的數(shù)值，將熱電阻的連接采用三線制接法，并加外接調(diào)整電阻。 圖6 自動平衡電橋工作原理知識點：模擬式顯示儀表 15與這兩種儀表配套的測溫元件

5、（熱電偶、熱電阻）在外形結(jié)構(gòu)上十分相似。 儀表的外形及其組成：如放大器、可逆電機、同步電機及指示記錄部分都是完全相同的。 知識點：模擬式顯示儀表 它們測量的電量形式不相同。兩者的作用原理不同。測溫元件與測量橋路的連接方式不同。當用熱電偶配電子電位差計測溫時，其測量橋路需要考慮熱電偶冷端溫度的自動補償問題；而用熱電阻配電子平衡電橋測溫時，則不存在這個問題。16知識點：模擬式顯示儀表 知識點： 數(shù)字式顯示儀表一、數(shù)字式顯示儀表的原理及其特點17 數(shù)字式顯示儀表數(shù)字式顯示儀表是能將被測的連續(xù)電量(模擬量)自動地變成斷續(xù)量,然后進行數(shù)字編碼,并將測量結(jié)果以數(shù)字顯示的電測儀表。 A/D變換器電子計數(shù)器顯

6、示器模擬量數(shù)字量讀出圖8 數(shù)字式顯示儀表方框圖 準確度、靈敏度高; 讀數(shù)方便、清晰直觀、不會產(chǎn)生視差。 測量速度快，從每秒幾十次到每秒上百萬次; 儀表的量程和被測量的極性可自動轉(zhuǎn)換,可自動檢查故障、報警以及完成指定的邏輯程序; 可以方便地實現(xiàn)多點測量;可以與電子計算機配合,給出一定形式的編碼輸出。 18知識點： 數(shù)字式顯示儀表 二、模-數(shù)變換器將連續(xù)變化的模擬量變換成斷續(xù)的數(shù)字量。 主要任務(wù)主要任務(wù)主要有間接法和直接法兩種。 工作方法工作方法19知識點： 數(shù)字式顯示儀表 三、電子計數(shù)器BATfN 計數(shù) 當用間接法進行數(shù)碼轉(zhuǎn)換時,是先將模擬量轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的時間間隔或頻率,然后必須再將時間間隔或

7、頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,才能進行計數(shù)。 圖9 時間間隔測量原理框圖20知識點： 數(shù)字式顯示儀表 四、顯示器圖10 輝光數(shù)碼管示意圖圖11 數(shù)碼管驅(qū)動電路21知識點： 數(shù)字式顯示儀表 五、數(shù)字式顯示儀表的基本組成圖12 數(shù)字式溫度顯示儀表的基本組成22知識點： 數(shù)字式顯示儀表 六、數(shù)字模擬混合記錄儀 為了使數(shù)字式記錄儀與模擬式記錄儀的優(yōu)點結(jié)合起來,兩者相互取長補短,可以在數(shù)字式顯示儀表的基礎(chǔ)上加上模擬式顯示記錄儀表的記錄部分,構(gòu)成數(shù)字模擬混合記錄儀。23知識點： 數(shù)字式顯示儀表 知識點：新型顯示儀表一、無紙記錄儀24 以CPU為核心采用液晶顯示的記錄儀，直接把記錄信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后，送到隨機存儲器加

8、以保存，并在大屏液晶顯示屏上加以顯示。 圖13 無筆、無紙記錄儀的原理方框圖 無筆、無紙記錄儀的特點： 液晶全動態(tài)顯示, 并有背光功能。 輸入信號多樣化,并以工業(yè)專用微處理器 CPU為核心,從而實現(xiàn)了高性能、多回路的監(jiān)測,并隨意放大、縮小地顯示在顯示屏上。 無紙、無筆、無墨水,無一切機械轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu),無需日常維護。 精度高：實時顯示,0.2%;曲線及棒圖顯示,0.5%。 具有與上位機通訊的標準,可靠性高,價格與一般記錄儀相仿。 25知識點：新型顯示儀表 二、虛擬顯示儀表 26采樣開關(guān)模數(shù)轉(zhuǎn)換個人計算機實時數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)計算處理多媒體顯示顯示模式輸入通道輸入通道插卡圖14 虛擬顯示儀表原理框圖知識點：

9、新型顯示儀表 虛擬顯示儀表的特點有: 使用簡單方便。 結(jié)構(gòu)簡單。 性能優(yōu)越。 27知識點：新型顯示儀表 例題分析圖圖6-56-5是自動平衡電橋的工作原理圖。請問在下列情況時是自動平衡電橋的工作原理圖。請問在下列情況時, ,儀表的指針儀表的指針 ( (即滑動觸點的位置即滑動觸點的位置) )、起點溫度、儀表量程、起點溫度、儀表量程會如何變化會如何變化? ?簡述其原因簡述其原因? (1)? (1)溫度升高；溫度升高；(2)(2)儀表停電儀表停電; ; (3)(3)加大加大R6； (4)(4)減小減小R5；(5)(5)電阻體被燒斷。電阻體被燒斷。 解：解：(1)當溫度升高時,滑動觸點將向右移動,這是因

10、為當溫度升高后,Rt增加,只有滑動觸點向右移,使與Rt串聯(lián)的這個橋臂的電阻值減小,才能使電橋達到新的平衡。 (2)儀表停電時,指針隨撥隨停,因為此時放大器的輸入與輸出均沒有信號,可逆電機不可能自行轉(zhuǎn)動。 28 (3)加大R6,滑動觸點將向右移動,這是因為R6增加,會使與Rt串聯(lián)的這個橋臂的電阻值增加,只有滑動觸點右移,才能使這個橋臂的電阻值恢復(fù)到原來的數(shù)值,電橋恢復(fù)平衡。若其他電阻值都不變,增加R6會使起點溫度降低,這是因為滑動觸點移至最左端時,代表的是起始溫度,這時要使電橋平衡,Rt必然要小一些,以抵消增加R6對整個橋臂電阻值的影響。Rt小,就表示這時的起點溫度降低。29例題分析 (4)減小R5,量程會降低,這是因為R5減小,滑線電阻組件的等效