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第三章控制工程中常用检测及显示技术1UniversityofSouthChina
3.1磁电动圈式仪表一、磁电动圈式仪表的结构及工作原理二、动圈测量机构三、测量电路2UniversityofSouthChina
磁电动圈式仪表在工业生产应用非常广泛,因为它能实现许多非电量参数远距离测量及控制的指示和调节。例如:配以热电偶,热电阻(测量指示温度)—辐射感温器配以霍尔效应压力传感器———测量指示压力配以电感式膜片压力计————测量指示压力差本节就以和热电偶相配合使用的磁电动圈式仪表做例子来讨论这种仪表的结构、工作原理及特点。3UniversityofSouthChina
4UniversityofSouthChina
一.磁电动圈式指示调节仪表的特点:1、精度高微小直流信号较大的测量指针;2、结构简单;3、不受外界电磁场影响;4、适应性强,可配接不同的测量元件实现不同参数的测量。5UniversityofSouthChina
一、磁电动圈式仪表的结构及工作原理:1、类型:按动能分三类:指示型-——仅指示参数指示调节型——指示、控制记录型——记录、指示我国的XL系列有两种:XCZ——指示型(测量及显示)XCT——指示调节型(显示,控制)6UniversityofSouthChina
2、结构:1图为指示型结构,2图为指示调节型结构,比较两者:多了(4)铝旗(5)检测线圈(8)振荡及直流放大器(9)继电器。7UniversityofSouthChina
XCT——101的元件组成:动圈测量机构测量电路测量原理和调节原理电子调节电路8UniversityofSouthChina
3、工作原理(1)测量原理推动动圈指针刻度电磁感应热电偶测量电路ΔTΔUI动圈FΔT(2)调节原理:——对加热炉进行保温控制9UniversityofSouthChina
3.2电子电位差计电位差计是一种高精度的显示测量仪器,它的精度可达0.005~0.0001,而普通的指示仪表精度最好只能达0.1。一、分类:根据被测量:(直流量)直流电位差计(交流量)交流电位差计根据平衡执行:手动平衡电位差计自动平衡电位差计10UniversityofSouthChina
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二、电子电位差计的工作原理:调节机构热电偶测量电路放大器可逆电机指示记录结构12UniversityofSouthChina
三、电子电位差计的主要组成1、测量电路(1)自动平衡补偿原理右图中:四个电阻和一个滑动变阻器组成了一个平衡桥,滑变的滑动臂与热电偶相连,同时又通过机械传动系统与可逆电机相连。13UniversityofSouthChina
开始,E=0时电桥处于平衡,当加入一个被测电动势E时,tt桥路的平衡受到破坏,U有输出,并且U是作为放大器AFAF的输入信号的。有了这个输入信号,放大器就驱动可逆电机带动滑动臂,使D点滑动到适当的位置,使得U=E,ADt测量桥又达到平衡,U=0,若又有E变化时,U≠E测AFADt量桥又不平衡了(即U≠0),这时放大器又有了输入信AF号,可逆电机开始转动,再带动滑点D滑动,直到U=E,ADtU=0,这时可逆电机不再转动,滑动点D也停止不动了,AF这就是通过各装置相互协调控制实现自补偿的平衡原理。14UniversityofSouthChina
(2)测量电桥U=U+U-U-EsrDCCBABt图是实际仪表的测量桥路。以上图为例,进一步分析各元件的作用:15UniversityofSouthChina
假设:放大器输出端电压为U,则根据桥路结构:srU=U+U-U-EsrDCCBABt若测量电桥处于平衡状态,即Usr=0时,则(1)如果温度升高,热电势E有增加,即E+△E,测量电桥就不再平衡,方程U+U-U-E=0DCCBABtttt(1)就不再为0,放大器有了输入电压U存在,可逆电机ND开始转动,它sr带动滑点D向右移动到适当的位置,即:(U+△U)+U-U-(E+△)DCDCCBABtEt=0在滑点移动的同时,指针也被带动,指示出升高后的温度值。反之,温度降低就会出现E-△E,滑点D向左移动,测量桥有重新达到平衡,指针又指示t出降低的温度值。t以上是桥路中各元件相互作用平衡过程,下面分析具体桥路中各元件的作用。16UniversityofSouthChina
①.R+rg称为起始电阻(或下限电阻)G当仪表指示下限值时,此时D应滑到最左端,即U=0此时令E=DCtE,则方程(1)应为:U-U-E=
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