显示仪表

显示仪表论文课程名称：化工仪表及自动化专业：**工程组别：第*小组指导老师：**设计时间：20**年**月**日--**月**日目录第一节模拟式显示仪表..............................................................................................4一、自动电子电位差计.........................................................................................4二、自动电子平衡电桥.........................................................................................6三、自动电子平衡电桥与自动电子电位差计的比较.........................................7第二节数字化显示仪表..............................................................................................8一、数字化测量技术的发展概况：.....................................................................8二、数字式显示仪表的特点：.............................................................................8三、数字式显示仪表的类型：.............................................................................9四、数字式显示仪表的主要技术指标：.............................................................9五、数字式显示仪表的结构组成：...................................................................10第三节新型显示仪表................................................................................................17一、新型显示仪表概述：...................................................................................17二、无纸记录仪特点：.......................................................................................17三、虚拟显示仪表...............................................................................................18四、无纸记录仪和虚拟显示仪的比较：...........................................................18第四节组长总结...........................................................................错误!未定义书签。五、参考文献..............................................................................................................19附录：小组成员与分工.................................................................错误!未定义书签。摘要本文主要根据显示仪表的三种显示类型——模拟式、数字式和屏幕显示来进行阐述。通过对三种显示仪表的组成、特点、原理、种类以及优缺点等的介绍，来让同学们更好的了解、掌握显示仪表的相关知识。关键词：显示仪表；模拟式；数字式；屏幕显示AbstractThisarticlemainlyaccordingtothethreekindsofdisplayinstrumentdisplaytypes:analog,digitalandscreendisplay,throughthethreekindsofdisplayinstrument,thecomposition,characteristics,principles,typesandadvantagesanddisadvantagesoftheintroduction,toletthestudentsbetterunderstand,tomastertherelevantknowledge.Keywords:displayinstrument;analog;digital;screendisplay第一节模拟式显示仪表模拟式显示仪表是自动平衡式指示记录仪表，有电子电位差计和电子自动平衡电桥两类。这两类仪表都是根据自动平衡的原理工作，具有测量精度较高、工作比较可靠的优点。一、自动电子电位差计电子电位差计是用来测量直流电压信号，凡是能转化成毫伏级直流电压信号的工艺变量都能用它测量。在电动单元组合仪表中，如温度、压力、流量、液位等变送器可以和电子电位计相配套，用来指示相应的变量。电子电位差计属于自动平衡显示仪表，它是利用补偿原理进行测量的。它又是一种能够连续显示和记录被测量参数变化情况的自动化仪表，如将它配用不同的变送器，就可以测量不同的参量，因而在工业上得到了广泛应用。1.手动电位差计手动电位差计是根据平衡法（补偿法、零值法）将被测电势与已知的标准电势相比较，当两者的差值为0时，被测电势即等于已知的标准电势。但是，手动电位差计的测量过程十分缓慢，自始自终需要人工参与，经常要调滑线电阻的滑动触点以找出新的平衡位置。操作较为麻烦，添加相应组件，采取相应措施，结合电子应用技术和不断发展，产生自动电子电位差计。2.自动电子电位差计的工作原理电子电位差计的原理框图如图1所示。热电偶输人的直流电势与测量桥路中的电势相比较，比较后的差值电压经电子放大器放大后输出，该值的大小足以驱动可逆电机，使可逆电机带动和滑线电阻相接触的滑臂进行移动，从而改变滑线电阻的阻值，使测量桥路的电势与热电偶产生的热电势平衡。当被测温度变化使热电偶产生新的热电势时，桥路又有新的不平衡电压输出，再经放大器放大后，又驱动可逆电机转动，再次改变滑臂的位置，直到达到新的平衡为止。在滑臂移动的同时，与它相连的指针和记录笔沿着有温度分度的标尺和记录纸运动。滑臂的每一平衡位置相对应于有温度分度的标尺和记录纸上的一定坐标数值，因此能自动指示和记录出相应的温度。当温度到达给定值后，还可以通过附加的调节机构来实现对温度的自动控制。图1电子电位差计原理框图3.自动电子电位差计的测量桥路在自动电子电位差计测量的实际应用中，存在两个问题。（1）冷端温度补偿问题在实际应用中，热电偶冷端温度常常不是0℃，而是室温，此时，热电偶输出的热电势就会减少，相应的温度指示也要减小，会造成测量误差，因此需要在电子电位差计原理图增加一条支路以达到温度补偿的目的。（2）量程匹配问题当滑动触点处于滑线电阻的起点时，电压应相应于温度为标尺下限的热电势，而仪表的标尺下限有很多规格，为了满足这一要求，在上支路上接入一个电阻，该电阻越大，在下限时的电压越大，即测量下限越高。反之亦然。XW系列电位差计测量桥路（如图2）包括R2铜电阻（装在仪表后接板上以使其和热电偶冷端处于同一温度）；下支路限流电阻R3（它与R2配合，保证了下支路回路的工作电流为2mv）；上支路限流电阻R4（把上支路的工作电流限定在4mA）；滑线电阻RP（仪表的示值误差、记录误差、变差、灵敏度以及仪表运行的平滑性等都和滑线电阻的优劣有关）；量程电阻RM（决定仪表量程大小的电阻）；始端（下限）电阻RG（大小取决于测量下限的高低）。自动电子电位差计由测量桥路、放大器、可逆电机、指示机构、记录机构组成。图2XW系列电位差计测量桥路原理图4.自动电子电位差计的结构电子电位差计尽管型号品种不同，但其测量原理和基本结构基本相似，如图1所示。它由热电偶、测量桥路、放大器、可逆电机、指示记录机构和调节机构、电源等部分组成。（1）测量桥路电子电位差计中的测量桥路是用来产生直流电压，使之与热电偶产生的热电势相平衡，所以它在仪表中起主要作用。它由桥臂各电阻和稳压电源组成。（2）放大器电子电位差计中的放大器实际上相当于一个指零仪器，它的作用是将热电偶产生的热电势与测量桥路输出的电势比较后的差值信号进行放大，按一定的比例驱动执行机构（可逆电机）动作。二、自动电子平衡电桥自动平衡式显示仪表，此类仪表包括自动电位差计和自动平衡电桥。该仪表是用于指示和记录温度、压力、真空、流量、物位等参数的。当检出元件、传感器以及变送器把上述参数转换成仪表可以接受的电量（如电压和电阻量）后，仪表即可通过对电量的测量来间接反应各种参数的变化。同样，仪表也可直接测量直流电流和电压等参数。仪表是一个由测量电路、检零放大器、伺服电机、指示记录机构和滑线电阻组成的闭环控制系统。其原理如图3所示。被测参数经过转换后得到的被测量（电压、电阻或电流信号）输入仪表后，通过测量电路将被测信号与反映平衡量的反馈信号叠加后产生一个偏差电压，该偏差电压经检零放大器放大后驱动伺服电机转动。伺服电机的转动一方面带动指示记录机构移动，另一方面带动滑线电阻改变反馈信号的大小，反馈信号的改变使偏差电压趋向于零，伺服电机便停止转动，仪表就指示（记录）出被测参数的大小。图3平衡电桥测量原理三、自动电子平衡电桥与自动电子电位差计的比较相同点：（1）这两种仪表配套的测温元件(热电偶、热电阻)在外形结构上十分相似。（2）仪表的外形及其组成，如放大器、可逆电机、同步电机及指示记录部分都是完全相同的。不同点：（1）它们的输入信号不同。电位差计输入信号是电势；而电子平衡桥输人信号是电阻。（2）两者的作用原理不同。电子电位差计的测量桥路在测量时，它本身是处于不平衡状态，即测量桥路有不平衡电压输出，它与被测电势大小相同，而极性相反，这样才与被测电势相补偿，从而使仪表达到平衡状态。而电子平衡电桥，当仪表达到平衡时，测量桥路本身处于平衡状态，即测量桥路无输出。（3）用热电偶配电子电位差计测温时，其测量桥路需要考虑热电偶冷端温度的自动补偿问题，而用热电阻配电子平衡电桥测温时、则不存在这个问题。（4）测温元件与测量桥路的连接方式不同。（5）自动电子电位差计桥路供电的稳压电源是直流。而自动平衡电桥桥路供电的电源可直流，也可以是交流。第二节数字化显示仪表一、数字化测量技术的发展概况：测量是获得信息的重要手段。在自动化信息化的社会中，要求测量的精度高、速度快，要求实现测量自动化。同时被测对象范围也在不断扩大，由单一物理量扩展为多个物理量，由静态量扩展为动态量。对于这样的测量任务，传统的模拟指针式仪表是无法完成的。数字化测量技术正是适应这一需要而发展起来的。数字化测量：数字化测量是将被测的连续物理量经过取样和量化，转化为相应的离散的物理量，以数字的形式进行编码、传输、存储、数据处理和显示的测量方法。数字化测量原理、方法及仪器结构等方面完全不同于传统的指针式仪表。二、数字式显示仪表的特点：数字式显示仪表简称为数显仪表。数显仪表直接用数字量来显示测量值或偏差值，清晰直观、读数方便、不会产生视差。数显仪表普遍采用中、大规模集成电路，线路简单、可靠性好、耐振性好，其主要特点如下：1.准确度高。如现代数