各类温度变送器的工作原理课件.ppt
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- 各类 温度 变送器 工作 原理 课件
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1、控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录13.3 温度变送器 作用:作用:*与测温元件配合使用,将温度或温差信与测温元件配合使用,将温度或温差信号转换成为标准的统一信号;号转换成为标准的统一信号;在结构上,在结构上,有有一体化结构一体化结构和和分体式结构之分分体式结构之分 分分类类:模拟式模拟式温度变送器温度变送器智能式智能式温度变送器温度变送器*作为直流毫伏变送器使用,用以将其作为直流毫伏变送器使用,用以将其它能够转换成直流毫伏信号它能够转换成直流毫伏信号E EI I的工艺参数的工艺参数转换成为标准的统一信号。转换成为标准的统一信号。控制仪表和计算机控制装置
2、控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录2 在与测温元件配合使用,温度变送器的输在与测温元件配合使用,温度变送器的输出有两种形式:出有两种形式:两种形式的区别仅在于变送器中有否非线两种形式的区别仅在于变送器中有否非线性补偿电路性补偿电路 (2)(2)输出与温度之间呈非线性关系,而输出输出与温度之间呈非线性关系,而输出与变送器的输入信号(与变送器的输入信号(E Et t或或R Rt t)之间呈线性关系)之间呈线性关系 (1)(1)输出与温度之间呈线性关系,但输出与输出与温度之间呈线性关系,但输出与变送器的输入信号(变送器的输入信号(E Et t或或R Rt t)之间呈非线性关系)之间呈
3、非线性关系控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录33.3.1.典型模拟式温度变送器 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录4模拟式温度变送器实温度变送器实例 DDZ-型温度变温度变送器送器DDZ-型温度变送器有带非线性补偿电路与不带非线性补偿电路的热电偶温度变送器和热电阻温度变送器以及直流毫伏变送器等多个品种,各品种的原理和结构大致相仿。现介绍其中三种:v直流毫伏变送器直流毫伏变送器v带非线性补偿电路的热电偶温度变送器带非线性补偿电路的热电偶温度变送器v热电阻温度变送器。热电阻温度变送器。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和
4、计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录5(1)直流毫伏变送器把直流毫伏信号把直流毫伏信号E Ei i 转换成转换成4 420mADC20mADC电流信号电流信号控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录6直流毫伏变送器线路原理图 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录7 直流毫伏变送器构成方框图 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录8a.a.电压放大器电压放大器失调电压的温漂系数要求:ttUUOSOSiOSUUiOSUttU/tUtUiOS因此,应因此,应采用低漂移型高增益运算放大器采用
5、低漂移型高增益运算放大器 即即设 为由于UOS的变化给变送器带来的附加误差温度变化t时失调电压的变化量UOS为C/3.0V控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录9放大单元 放大单元包括放大器和直流/交流/直流变换器两部分 直流直流/交流交流/直流变换器直流变换器:直流直流/交流变换器交流变换器和整流、滤波、稳压电路和整流、滤波、稳压电路 放大器放大器:电压放大器、功率放大器电压放大器、功率放大器和隔离输出电路和隔离输出电路控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录10b.b.功率放大器功率放大器作用:放大和调制作用:放大和调制
6、二极管二极管V VT T6 6导通,导通,V VT T5 5截止,从截止,从而产生了电而产生了电流流i ic2c2 二极管二极管V VT T5 5导通,导通,VTVT6 6截止截止,由,由输入信号产生电流输入信号产生电流i ic1c1正半周期时正半周期时:负半周期时负半周期时:控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录11作用:避免输出和输入之间有直接的联系 c.c.隔离输出电路隔离输出电路 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录12作用:对仪表进行隔离式供电 d.d.直流直流/交流交流/直流变换器直流变换器 控制仪表和计算机
7、控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录13量程单元量程单元 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录14输入回路:起限流和限压作用 零点调整电路:实现零点调整和零点迁移的作用 反馈回路:保证变送器的输出与输入之间具有良好的线性关系,并使变送器输出具有较好的恒流性能,及量程调整。输入信号断路报警电路量程单元量程单元 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录15 Y变换变换 分压公式分压公式 等效电源定理等效电源定理 分压公式分压公式 叠加定理叠加定理 变送器的静特性变送器的静特性 I0 控制仪表和计算机控制装
8、置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录16zWabiTURRRRRREU1051041103103/zWWFURRRRRRRRRRRRRRRRU10710610641161151142111107106411611511422)/(/)/(fWWURRRRRRRRRRRRRRR1161151154116115114211110710621111107106)/(/iEZU105103RRRab11611511511411121111106RRRRRRRRWoIR4107106RRzU/111611511511411121111106RRRRRRRRW107106RR控制仪表和计算
9、机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录17a.为直流毫伏变送器的调零信号。为直流毫伏变送器的调零信号。当当 时,得到正向调零信号,即可实现负向迁移;时,得到正向调零信号,即可实现负向迁移;而当而当 时,得到负向调零点迁移量;时,得到负向调零点迁移量;zUR)(44R 讨论:讨论:ZiTUEUzoFUIRU4TFUUZiURERI)(440 b.b.为输出与输入之间的比例系数。改变为输出与输入之间的比例系数。改变R R114114可以大幅可以大幅度地改变送器的量程。而调整电位器度地改变送器的量程。而调整电位器W W2 2,可以在小范围,可以在小范围内改变比例系数;内改变比例
10、系数;c.c.零点和满度必须反复调整。零点和满度必须反复调整。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录18与各种热电偶配合使用,将温度信号变换为成比例与各种热电偶配合使用,将温度信号变换为成比例的的4 420mADC20mADC电流信号和电流信号和1 15VDC5VDC电压信号。电压信号。(2)热电偶温度变送器 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录19热电偶温度变送器量程单元热电偶温度变送器量程单元控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录20 在输入回路增加了由铜补偿电阻RCu1、RCu2
11、等元件组成的热电偶冷端补偿电路。同时,在电路安排上把零电位器W1和电阻R104移到了反馈回路的支路上。在反馈回路中增加了由运算放大器A2等构成的线性化电路。线路上的两点修改 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录21补偿原因:补偿原因:热电偶产生的热电势热电偶产生的热电势E Et t,与热电偶的冷端温度有关与热电偶的冷端温度有关1)热电偶冷端补偿电路 zCuCuCuCuCuCutURRRRRRRRRRRE100103110521103211002/)(ZCuCuCuCutURRRRRRRE)(12110321100105ztTUEU补偿原理分析补偿原理分析:
12、ZCuCuCuCutURRRRRRRE)111(11221103100105t tEzU|tzEU控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录22 RCu1、RCu2为铜线绕电阻,其阻值在为铜线绕电阻,其阻值在0时为时为50。R105、R103和和R 100为锰铜线绕电阻或精密度金为锰铜线绕电阻或精密度金属膜电阻,属膜电阻,R105=7.5k,R103和和R 100的阻值决定于的阻值决定于所选用的热电偶型号,所选用的热电偶型号,一般按一般按0时冷端补偿电时冷端补偿电势为势为25mV25mV和当温度变化和当温度变化 时时 两个条件进行计算。两个条件进行计算。50t|
13、tzEU控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录23测温元件热电偶和被测测温元件热电偶和被测温度之间存在着非线性关系,温度之间存在着非线性关系,线性化电路处于反馈回路中,线性化电路处于反馈回路中,因而它的特性应与所采用的因而它的特性应与所采用的热电偶的特性相同。是一个热电偶的特性相同。是一个折线电路,它是用折线来近折线电路,它是用折线来近似热电偶的非线性特性。似热电偶的非线性特性。2)线性化电路 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录24线性化电路原理aafaRRRRRUUr0121)1(aafaRRRRRRUUr0122)
14、/1(RRRRRRRRUUraafa /)/1(0123控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录25线性化电路 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录26线性化电路 应用Y变换和同相端输入运放电路的输出输入关系式,可以求得 fbURRRRRRRRRRRU1221211201221201221211201211201151boaaaURRRUafaRRRRRRRRRUU01201221211221151221211111控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录27控制仪表和计算机控制装置控制仪
15、表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录28线性化电路如果在UC=Us1+UVZ的时候,Uf=Uf2,则特性曲线在Uf2对应的拐点处将向上绕。由图3-可以得到第二段线段的斜率为 afaRRRRRRRRRRUUr011912012212112211512212121/11控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录293)热电阻温度变送器 与各种热电阻配合使用,可以将温度信号变换为成比例的420mADC电流信号和15VDC电压信号控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置上页上页下页下页目目 录录30 输入输入回路增加了由回路增加了由A A2 2、R R1
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