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1、4 显示仪表显示仪表4.0 显示仪表概述显示仪表概述本章内容：本章内容：4.1 模拟式显示仪表模拟式显示仪表4.2 数字式显示仪表数字式显示仪表4.3 新型显示仪表新型显示仪表功能：功能：对各种检测变量进行显示、记录对各种检测变量进行显示、记录类型：类型：模拟式显示仪表模拟式显示仪表数字式显示仪表数字式显示仪表新型显示仪表新型显示仪表4.0 显示仪表概述显示仪表概述(1)模拟式显示仪表模拟式显示仪表原理：原理：检测元件和变送器将被测变量（物理量或化检测元件和变送器将被测变量（物理量或化学量）变换成另一物理量，此物理量随被测变量的学量）变换成另一物理量，此物理量随被测变量的变化作相应变化，这种变

2、化是对被测变量的模拟。变化作相应变化，这种变化是对被测变量的模拟。方式：方式：利用标尺、指针、曲线等方法利用标尺、指针、曲线等方法组成组成：信号变换、放大环节、磁电偏转机构及指示：信号变换、放大环节、磁电偏转机构及指示记录机构记录机构特点：工作可靠、价格低廉，能够反映和记录测量特点：工作可靠、价格低廉，能够反映和记录测量值的变化趋势值的变化趋势缺点：结构较复杂，缺点：结构较复杂，读数不够直观，测量速度不够读数不够直观，测量速度不够迅速，测量重现性不好迅速，测量重现性不好(2)数字式显示仪表数字式显示仪表功能功能：直接用数字量显示或以数字形式记录打印被：直接用数字量显示或以数字形式记录打印被测变

3、量值的仪表。可以和多种传感器配合测量、显测变量值的仪表。可以和多种传感器配合测量、显示各种工艺参数，并且可以进行巡回检测、越限报示各种工艺参数，并且可以进行巡回检测、越限报警及实现生产过程自动控制。警及实现生产过程自动控制。方式：数字式方式：数字式组成：由一些必要电路组成，没有模拟式显示仪表组成：由一些必要电路组成，没有模拟式显示仪表中所必需的机械运动机构。中所必需的机械运动机构。模模/数转换器数转换器特点：显示清晰直观，无读数视差。测量和显示速特点：显示清晰直观，无读数视差。测量和显示速度、测量准确性高，重现性好。度、测量准确性高，重现性好。(3)新型显示仪表新型显示仪表特点特点：涉及微处理

4、技术、新型显示技术、记录技涉及微处理技术、新型显示技术、记录技术、数据存储技术和控制技术，把信号检测处理、术、数据存储技术和控制技术，把信号检测处理、显示、记录、数据存储、通讯、控制、复杂数学显示、记录、数据存储、通讯、控制、复杂数学运算等多个或全部功能集合于一体运算等多个或全部功能集合于一体4.1.1 电子电位差计电子电位差计配热电偶配热电偶功能功能：与温度、流量、压力、差压、成分等变送器：与温度、流量、压力、差压、成分等变送器配接，可以测量和显示能转换成毫伏及直流电压信配接，可以测量和显示能转换成毫伏及直流电压信号的工艺变量。号的工艺变量。原理：电压补偿原理原理：电压补偿原理型号：用型号：

5、用XW系列来命名，系列来命名，X表示显示仪表，表示显示仪表，W表示表示直流电位差计。直流电位差计。XW-类型类型：小型长图显示、大型长图显示、圆图显示等。：小型长图显示、大型长图显示、圆图显示等。4.1 模拟式显示仪表模拟式显示仪表电压补偿原理电压补偿原理-+I UX B W G A C E 电压测量系统电压测量系统-+R4 R3 R2 RG RP G D A C B-+UX I1 I2 测量桥路原理图测量桥路原理图 用已知电压来补偿未知电压，使测量线路的电流用已知电压来补偿未知电压，使测量线路的电流等于零。用这种方法测量电压比较精确，因为没有电等于零。用这种方法测量电压比较精确，因为没有电流

6、通过测量线路，也就不存在线路电阻影响问题。流通过测量线路，也就不存在线路电阻影响问题。用电子放大器代替检流计，驱动可逆电机，用电子放大器代替检流计，驱动可逆电机，通过一套机械传动机构带动滑动触点通过一套机械传动机构带动滑动触点C C，测量，测量结果就可自动完成了。结果就可自动完成了。4.1.2 电子自动平衡电桥电子自动平衡电桥配热电阻配热电阻功能：对能转换成电阻值的各种变量进行测量、显功能：对能转换成电阻值的各种变量进行测量、显示、记录。示、记录。原理原理：电桥平衡原理：电桥平衡原理型号：根据输出电压型号：根据输出电压 XD系列系列交流平衡电桥交流平衡电桥 XQ系列系列直流平衡电桥直流平衡电桥

7、电桥平衡原理电桥平衡原理 RP r2 终 始 r1-Rt R2 R3 R4 G A B E+平衡桥路原理图平衡桥路原理图在量程起点：在量程起点：3024()tPR RRR R温度升高后：温度升高后：301241()()ttPR RRRrR Rr两式相减整理得：两式相减整理得：3123tRrRRRr r1 1与与RRt t成正比关系，即滑动触点成正比关系，即滑动触点B B的位置反映了电阻的位置反映了电阻的变化，也即反映了温度的变化。的变化，也即反映了温度的变化。如果将检流计换成电子放大器，利用放大如果将检流计换成电子放大器，利用放大后的不平衡电压去驱动可逆电机，使可逆电后的不平衡电压去驱动可逆电

8、机，使可逆电机带动滑动触点机带动滑动触点B以达到电桥平衡，这就是以达到电桥平衡，这就是电子自动平衡电桥的工作原理，见下图。电子自动平衡电桥的工作原理，见下图。热电阻热电阻RtRt采用三线制接法，规定每根导线电采用三线制接法，规定每根导线电阻是阻是2.52.5。R RP P为滑线电阻，为滑线电阻，R RP P与与R RB B并联后的并联后的电阻值为电阻值为9090，R R5 5为量程电阻，为量程电阻，R R6 6为调整仪表为调整仪表起始刻度的电阻。起始刻度的电阻。当测量温度在量程起点时当测量温度在量程起点时调整调整R R6 6，使滑动触点移到滑线电阻最左端；当使滑动触点移到滑线电阻最左端；当测量

9、温度在量程终点时调整测量温度在量程终点时调整R R5 5，使滑动触点使滑动触点移到滑线电阻最右端。移到滑线电阻最右端。R R4 4为限流电阻，它决定为限流电阻，它决定了上支路电流的了上支路电流的I1I1大小。大小。数显仪表用数显仪表用数码管数码管显示测量值或偏差值，显示测量值或偏差值，清晰直清晰直观，读数方便，不会产生视差观，读数方便，不会产生视差。数显仪表普遍采用中、。数显仪表普遍采用中、大规模集成电路，线路简单，可靠性好，耐振性强。大规模集成电路，线路简单，可靠性好，耐振性强。由于仪表采用模块化设计方法，即不同品种的数显仪由于仪表采用模块化设计方法，即不同品种的数显仪表都是由为数不多的、功

10、能分离的模块化电路组合而表都是由为数不多的、功能分离的模块化电路组合而成，因此有利于制造、调试和维修，降低生产成本。成，因此有利于制造、调试和维修，降低生产成本。数显仪表品种繁多，配接灵活，可输入多种类型测量数显仪表品种繁多，配接灵活，可输入多种类型测量信号，输出统一标准的电流信号（信号，输出统一标准的电流信号（010010mAmA直流电流或直流电流或420420mAmA直流电流）和报警信号。直流电流）和报警信号。仪表具有非线性校正仪表具有非线性校正及开方运算电路，配接热电偶测温时具有冷端温度补及开方运算电路，配接热电偶测温时具有冷端温度补偿功能，配接热电阻时考虑了外线电阻的补偿，配接偿功能，

11、配接热电阻时考虑了外线电阻的补偿，配接差压变送器测流量时可直接显示流量值。差压变送器测流量时可直接显示流量值。4.2 数字式显示仪表数字式显示仪表4.2.0 概述概述4.2.1 分类分类(1)按功能：按功能：显示型、显示报警型、显示调节型、巡显示型、显示报警型、显示调节型、巡回检测型回检测型(2)按输入信号形式：按输入信号形式：电压型、频率型电压型、频率型(3)按输入信号的点数：按输入信号的点数：单点和多点单点和多点(4)按显示位数：按显示位数：3位半、位半、4位半等多种。半位显示是位半等多种。半位显示是指最高位是指最高位是0或或1。(5)按测量速率：按测量速率：低速型（每秒钟测量几次到几十低

12、速型（每秒钟测量几次到几十次）、中速型（每秒钟测量几十次到几百次）、高次）、中速型（每秒钟测量几十次到几百次）、高速型（每秒钟测量千次以上）。速型（每秒钟测量千次以上）。4.2.2 主要技术指标主要技术指标(1)显示方式：显示方式：3位半或位半或4位半数码管显示位半数码管显示(2)分辨率：分辨率：仪表末位数改变一个字时所代表的输入仪表末位数改变一个字时所代表的输入信号值，表明仪表所能显示被测参数的最小变化量。信号值，表明仪表所能显示被测参数的最小变化量。(3)精度等级：精度等级：0.2级或级或0.5级级(4)输入阻抗：输入阻抗：仪表在工作状态下呈现在仪表两输入仪表在工作状态下呈现在仪表两输入端

13、之间的等效阻抗，一般在端之间的等效阻抗，一般在10M以上。以上。另外，还有采样速率、干扰拟制系数等另外，还有采样速率、干扰拟制系数等4.2.3 基本组成基本组成 信号变换 前置放大 非线性校正或开方运算 A/D 转换 V/I 转换 控制电路 光柱电平驱动 标度变换 工艺变量（热电势）光柱显示 电流信号（热电阻）（电压）（电流）数字显示 继电器触点动作或电流信号 数显仪表的组成框图数显仪表的组成框图4.2.3 数字模拟混合记录仪数字模拟混合记录仪将将数字式、模拟式显示记录仪表的优点相结合，取数字式、模拟式显示记录仪表的优点相结合，取长补短。框图见下图：长补短。框图见下图：当前的显示仪表是涉及微处

14、理技术、新型显当前的显示仪表是涉及微处理技术、新型显示技术、记录技术、数据存储技术和控制技术，示技术、记录技术、数据存储技术和控制技术，把信号检测处理、显示、记录、数据储存、通讯、把信号检测处理、显示、记录、数据储存、通讯、控制、复杂数学运算等多个或全部功能集合于一控制、复杂数学运算等多个或全部功能集合于一体的新型仪表。它使用方便，观察直观，功能丰体的新型仪表。它使用方便，观察直观，功能丰富，可靠性高富，可靠性高4.3 新型显示仪表新型显示仪表4.3.0 概述概述4.3.1 显示仪表的发展动态显示仪表的发展动态4.3.2 无纸记录仪无纸记录仪 特点：特点：以以CPU为核心，控制数据的采集、显示、打为核心，控制数据的采集、显示、打印、存储、报警等，采用液晶显示装置，完全摈弃印、存储、报警等，采用液晶显示装置，完全摈弃了传统记录仪的机械传动、纸张和笔。精度高，价了传统记录仪的机械传动、纸张和笔。精度高，价格并不高。格并不高。4.3.3 虚拟显示仪表虚拟显示仪表 特点：特点：利用计算机来完成显示仪表所有的工作。在利用计算机来完成显示仪表所有的工作。在计算机屏幕上完全模仿实际使用中的各种仪表，如计算机屏幕上完全模仿实际使用中的各种仪表，如仪表面盘、操作盘、接线端子等。用户通过计算机仪表面盘、操作盘、接线端子等。用户通过计算机键盘、鼠标或触摸屏进行操作。键盘、鼠标或触摸屏进行操作。