第八章显示仪表.ppt

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测量机构和基本工作原理
动圈式显示仪表测量机构图
l—永久磁铁;2、6—张丝;3—软铁芯;4—热电偶;5—动圈;7—刻度面板;8—仪表指针
由于动圈仪表采用了统一的测量机构,为了适应不同量程的被测变量,使其输入满量程时,指针都能指示满刻度值,所以在测量机构的电路中串入了一个量程电阻R串,改变R串的大小,就能适应不同量程的被测变量。
2、动圈的温度补偿
动圈仪表的刻度校验是在环境温度为20±5℃条件下进行的,但在仪表使用时,由于周围环境温度的改变,会引起动圈阻值Rd的变化,从而导致流过动圈的电流发生变化,致使指针偏转角改变而造成误差。
为了补偿动圈阻值的变化,在电路中串入一个有负温度系数的热敏电阻RT,再用一电阻Rb与RT并联,使两者的并联电阻值随环境温度升高而下降,恰好补偿动圈阻值随温度变化而造成的误差。如图所示。
3、XCZ-101型动圈式显示仪表
该仪表的输入变量为直流毫伏信号,可与热电偶配合构成热电偶温度计。
其线路如图3-100所示,由热敏电阻RT、并联电阻Rb、量程电阻R串以及外接调整电阻R调等组成。
XCZ—101型动圈式显示仪表接线图
外接调整电阻的作用:由于配热电偶的动圈式仪表是通过电流I来测量直流毫伏信号E(t,t0)的。因此,必须保证整个测量回路的总电阻值R总不变。否则,既使对于相同的热电势值,流过动圈的电流值也会不一样,指针的指示值也就不同。已知测量回路总电阻R总是仪表的内电阻R内和表外接线电阻R外的总和,则流过动圈的电流为
式中R内是一个定值,而表外电阻R外却会因线路长短,线径粗细而异。
为了保证仪表的测量精度,规定动圈仪表的表外接线电阻为15Ω;包括热电偶本身的电阻R热,补偿导线电阻R补,连接铜导线的电阻R铜,外接调整用电阻R调。即
R外=R热+R补十R铜+R调=15Ω
通过调整R调的值,使R外等于15Ω,从而避免了由于线路长短不一对指示值的影响。
在调整时,选择R热为热电偶经常使用的温度条件下的电阻值,其测量精确度最高。
4、XCZ-102型动圈式显示仪表
该仪表与热电阻配套构成热电阻温度计。其输入变量为热电阻的变化值。
为了利用统一的测量机构,需将热电阻的阻值转换成毫伏信号,仪表的线路如图所示。
从图中可以看出,电阻信号转换为毫伏信号是由不平衡电桥来完成的。
其中RO、R2、R3、R4均为锰铜电阻,R1为热电阻的引线电阻,它们组成了电桥的四个桥臂,a、b为电桥的输出端,c、d为电源端,a、b、c、d四点把电桥分成了四个桥臂。
设计时一般使电桥中的
R3=R4,
R1+R2=Rt0+R1+R0,
式中Rt0为对应于仪表刻度起点的热电阻值,此时电桥处于平衡状态,电桥的输出为零。
当被测温度升高时,热电阻的阻值Rt增大,电桥失去平衡,a点电位高于b点电位,此时有电流流过动圈,指针产生偏转;
被测温度愈高,电桥输出的不平衡电压Uab愈大,仪表指针的偏转角度就愈大。
不平衡电桥从而完成了由电阻到电压的信号转换。
其动圈测量机构与配热电偶的动圈仪表线路完全相同。