9自动平衡记录仪

工业过程测量记录仪用途是一种用于指示和记录(存储)温度、压力、真空、流量、物位、氧量、碳量等工业过程量值的仪表。当传感器或变送器把上述被测量转换成仪表可以接受的电量(如电压、电流和电阻量)后，仪表即可通过对电量的测量来间接反应其他相关量。同样，仪表也可直接测量和记录电阻、直流电流和电压等量值。分类a)按结构原理：可分为自动平衡式(如自动电位差计和自动平衡电桥)和直接驱动式(如线性刻度的记录仪和无纸记录仪)。b)按显示方式：可分为模拟、数字两种。模拟指示(包括指针指示和棒柱、光柱指示)，模拟记录(包括划线记录和打点记录)；数字指示，数字记录。一台记录仪可以是两种方式的混合。c)按记录手段：可分为有纸和无纸两种。d)按记录通道：可分为单通道(单笔)和多通道(多笔、打点仪表)两种。e)按附带功能：可分为单显示和带位式调节等控制作用。自动平衡式记录仪工作原理图自动平衡式记录仪的工作原理原理框图见1。它是一个由测量电路、检零放大器、伺服电机、指示记录机构和划线电阻组成的闭环控制系统。被测量通过感温元件(如热电偶或热电阻)输出信号，经测量电路变换和比较，其差值电压(不平衡电压)经检零放大器放大，驱动伺服电机旋转，经传动机构带动指示记录机构及测量桥路中滑线电阻的滑动臂，改变桥路的输出，直至检零放大器的输入信号为零，可逆电机停止转动，测量电路处于平衡状态，从指示机构的标尺上即可得到与测量值对应的指示值。自动平衡式记录仪的工作原理具有位式控制作用的记录仪还包括设定机构和比较机构，比较机构将指示值与设定值进行比较，产生位式控制信号或经调节器形成相应的控制信号输出。此类仪表指示和记录标尺，按物理量分度时(如温度)通常为非线丝标尺，其指针的位移量与输入的电信号呈线性关系。直接驱动式记录仪工作原理图直接驱动式记录仪以数字技术为核心的模拟式记录仪、模拟数字混合式记录仪和纯数字式记录仪，通常为直接驱动式记录仪，在我国的制造史只有十年上下。原理框图见图2。它是一个借助于微处理器组成的开环控制系统。它通常由测量及电平放大单元、A/D转换及信号处理单元和驱动显示及记录(存储)单元三部分组成。具有位式控制作用的记录仪还包括设定单元、比较单元和输出单元。比较单元将输入信号与设定值进行比较，由输出单元产生位式控制信号。直接驱动式记录仪直接驱动式记录仪的A/D转换及信号处理单元具有非线性校正的功能。因此指示和记录标尺，按温度分度时为线性标尺，其指针的位移量与输入的温度信号呈线性关系。直接驱动式记录仪直接驱动式记录仪借助于微处理器可以方便地实现模拟记录、数字记录和有纸记录、无纸记录。当有纸模拟记录时，记录笔的驱动往往采用步进电机；有纸数字记录时常采用点阵式针打记录；无纸的模拟和数字记录时目前多用单色或彩色液晶显示，用存储单元予以记录。测量电路测量桥路的工作原理电子自动平衡显示仪表的基本原理都是应用电压平衡法(也叫补偿法、比较法或零值法）。我们经常接触到的如利用天平称物，就是最典型的平衡现象。所谓“平衡法”就是用一个已知的标准量和被测量进行比较，当达到平衡时(相互补偿)，从已知量显示出未知量来。自动平衡仪表的特点，就是能自动调节其平衡状态。测量电路电桥原理图桥式线路优点(1)采用平衡法测量电势，在读数时要达到电压平衡，此时在被测量的回路中没有电流通过，因此被测回路中连接导线电阻的变化，对测量结果没有影响。其测量准确度取决于滑线电阻的线性度和电流值的准确度以及晶体管放大器的灵敏度。(2)采用桥式线路，适当改变桥臂电阻的阻值，即可实现始、终点电压随意变化，而适应不同测量范围的需要。电子电位差计的测量桥路RK是参考端温度补偿电阻。桥路中其他电阻均是用锰铜电阻丝绕制的，只有RK是采用漆包铜线绕制，它在桥路中的作用是自动补偿热电偶的参考端温度。参考端温度由t0变化到t’0，如果测量桥路没有别的变化，在桥路的输出端就会出现一个不平衡电压输入放大器，可逆电动机带动滑线电阻的触头向左移动，指示指针也同步移动。这时，被测温度虽然没有变化，但指示温度值降低了。这是由于热电偶参考端的温度变化造成的。为了解决这个问题，把RK这一桥臂电阻采用铜漆包线，作成随温度变化的桥臂电阻，安装在热电偶的参考端附近，使RK随温度变化而产生一个大小相等的电势，以此来补偿热电偶参考端温度变化引起的热电势的变化。当将仪表输入端短路时，仪表示值不为零而是RK处的环境温度值。这就是补偿电阻的作用。放大器的作用是把测量电路中送出来的偏差信号（通常只有几十微伏）放大，到足以推动可逆电机旋转的电压信号，以带动测量桥路中滑动触头的移动，以求达到测量系统新的平衡。伺服电机是作为测量电路自动平衡和指示机构传动的执行部分，也就是将输入的电信号转换为机械运动的输出。自动平衡记录仪的正确使用（1）仪表的正常使用温度为(0～50)℃，过高的环境温度不仅会降低仪表的准确度，缩短电器元件的使用寿命，严重时可能会使变压器和电动机烧毁。（2）一次元件(如热电偶、辐射感温器等)的分度号应与仪表的分度号一致。补偿导的型号亦应与热电偶配套，否则热电偶自由端的温度和仪表的补偿温度不一致，将造成很大的测量误差。(3)补偿导线的正负极性不可接错。(4)为了减小干扰信号，电源线(交流)与一次元件的导线(直流)，应分别敷设在金属套管内。(5)几台仪表并列安装时，应当注意仪表之间的距离，以便在拆卸和检修时不致影响其他相邻仪表的正常工作。（6）定期给仪表中平衡机构和走纸机构加添仪表油。小型长图中型圆图