第四章显示仪表 §4.1概述 用于参数的指示、记录、累积的仪表 ●显示仪表的分类: 数字量显示:数字显示仪 气动显示仪表 动圈式显示仪表 显示仪表模拟量显示电动显示动电子电位计 DDZ记录仪 机械显示 图象显示
第四章 显示仪表 §4.1 概述 ⚫ 用于参数的指示、记录、累积的仪表 ⚫ 显示仪表的分类： 图象显示 机械显示 记录仪 自动电子电位计 动圈式显示仪表 电动显示 气动显示仪表 模拟量显示 数字量显示：数字显示仪 显示仪表 DDZ
§42动圈式显示仪表 ●动圈式显示仪表的实质就是指针式电流/ 电压表。其核心部件是一个磁电式毫安 计 动圈式显示仪表通过一定的内置电路可 以直接用来作为热电偶、热电阻,以及 电流或电压的显示。 部分显示表还附带有模拟量输出,以实 现简单的控制功能
§4.2 动圈式显示仪表 ⚫ 动圈式显示仪表的实质就是指针式电流/ 电压表。其核心部件是一个磁电式毫安 计。 ⚫ 动圈式显示仪表通过一定的内置电路可 以直接用来作为热电偶、热电阻，以及 电流或电压的显示。 ⚫ 部分显示表还附带有模拟量输出，以实 现简单的控制功能
动圈显示基本原理 磁场中,一个用弹性张丝悬挂 S 的线圈,当线圈有电流通过时 线圈在电磁力的作用下发生偏 转;在电磁力矩与张丝的弹性 电磁= nBIS cosa 力矩平衡时,线圈达到最大偏 转角并稳定下来 M= Ka 指针与线圈相连,指示电流大 电磁 弹 ●部分动圈仪表采用螺旋弹簣 Ka 游丝)代替张丝作为弹性体 nbs cos a
一、动圈显示基本原理 ⚫ 磁场中，一个用弹性张丝悬挂 的线圈，当线圈有电流通过时， 线圈在电磁力的作用下发生偏 转；在电磁力矩与张丝的弹性 力矩平衡时，线圈达到最大偏 转角并稳定下来。 ⚫ 指针与线圈相连，指示电流大 小。 ⚫ 部分动圈仪表采用螺旋弹簧 （游丝）代替张丝作为弹性体。 N S cos cos nBS K I M M M K M nBIS = = = = 电磁 弹 弹 电磁
动圈的内部结构—温补与调整 R 温度补偿 R 采用热敏电阻抵消线圈热效 ●调零 调整张丝或游丝的固定点。 R ●校准 调整内部电阻 ●阻尼 采用并联电阻短路感应电动 势
动圈的内部结构——温补与调整 ⚫ 温度补偿 – 采用热敏电阻抵消线圈热效 应。 ⚫ 调零 – 调整张丝或游丝的固定点。 ⚫ 校准 – 调整内部电阻。 ⚫ 阻尼 – 采用并联电阻短路感应电动 势。 RT R1 R2 R3 R4 + -
动圈式显示计 热电偶温度显示、电压与电流显示 校准后的动圈就是一个包含内 阻r的电流表(毫安计)。 ●毫安计串联一个可调小电阻, I=E(R热+R补+R+R+)=E/Ra使回路总电阻一定时,即可用 于测量小电压—热电偶的输 出 ●毫安计串联一个大电阻,使回 路其它电阻忽略不计时,即可 I=U(R+R+r)≈U/F用于测量大电压——普通电压 表 ●毫安计并联一个小电阻,使毫 安计内阻r忽略不计时,即可用 1=IIR/R+r) 于测量大电流—普通电流表
二、动圈式显示计 —热电偶温度显示、电压与电流显示 ⚫ 校准后的动圈就是一个包含内 阻r的电流表（毫安计）。 ⚫ 毫安计串联一个可调小电阻， 使回路总电阻一定时，即可用 于测量小电压——热电偶的输 出。 ⚫ 毫安计串联一个大电阻，使回 路其它电阻忽略不计时，即可 用于测量大电压——普通电压 表。 ⚫ 毫安计并联一个小电阻，使毫 安计内阻r忽略不计时，即可用 于测量大电流——普通电流表。 I = E /(R热 + R补 + R导 + R调 + r) = E / R总 I =U /(R外 + R串 + r) U / R串 [ /( )] 0 I = I R R + r
电桥与电阻测定 热电阻温度计的显示 电桥的输出电压可以表示为: R U=(R,+AR)R2+AR XR,+ARRA +AR)U (R1+△R1+R2+△R2(R3+△R3+R4+△R4) R ●对于等臂电桥,并忽略高阶小项 后可以表示为: R AR1-△R2-△R2+△R 4R ●电桥具有“邻减对加”的特性
三、电桥与电阻测定 ——热电阻温度计的显示 ⚫ 电桥的输出电压可以表示为： ⚫ 对于等臂电桥，并忽略高阶小项 后可以表示为： ⚫ 电桥具有“邻减对加”的特性。 R1 R2 R3 R4 ( )( )( )( ) 0 1 1 2 2 3 3 4 4 1 1 2 2 3 3 4 4 ( )( ) U R R R R R R R R R R R R R R R R U + + + + + + + + + + = 0 1 2 3 4 4 U R R R R R U − − + =
电桥与电阻测定 热电阻温度计的显示 ●对于热电阻温度变换器,考虑到导线电 阻随温度的变化,其输出电压可以表示 为: △R1=△R+△Rr △R,=△R △R,=0 △R1=0 =△R+△Rn)=(△Rn)0+0 0△R 4R 4R
三、电桥与电阻测定 ——热电阻温度计的显示 ⚫ 对于热电阻温度变换器，考虑到导线电 阻随温度的变化，其输出电压可以表示 为： ( ) ( ) T T LT LT LT T LT R R U U R R R R U R R R R R R R = + − − + = = = = = + 4 4 0 0 0 0 0 0 4 3 2 1
四、动圈式显示仪表测温注意事项 ●型号意义 XCZ:显示、磁电、指示 XCT:显示、磁电、控制 ●注意配套使用 ●适当调整外接电阻 ●运输时,短路保护
四、动圈式显示仪表测温注意事项 ⚫ 型号意义 – XCZ：显示、磁电、指示 – XCT：显示、磁电、控制 ⚫ 注意配套使用 ⚫ 适当调整外接电阻 ⚫ 运输时，短路保护
§4.3自动电子电位差计 7°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, ●电桥输出为零的条件为 2△R kU E=U 0△L E 4R 2 R R ●从电流表并联出信号并放大驱 动可逆电机即可实现自动平衡。 RR
§4.3 自动电子电位差计 ⚫ 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。 ⚫ 电桥输出为零的条件为： ⚫ 从电流表并联出信号并放大驱 动可逆电机即可实现自动平衡。 R R R R E L k U U R R E U = = = 4 2 2 0 0
热电偶—自动电位差计测温 系统构造 热电偶 〖指示机构 大 电 桥 记录机构 同步电机 稳压电源
热电偶——自动电位差计测温 系统构造 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