顯示記錄儀表

自動(dòng)化儀表主講人:自動(dòng)化儀表5顯示儀表

模擬式顯示儀表自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)電子自動(dòng)平衡電橋新型顯示儀表無紙記錄儀虛擬顯示儀表1目錄：概述顯示儀表：

凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進(jìn)行指示、記錄或累積的儀表。分類模擬式顯示儀表數(shù)字顯示儀表新型顯示儀表2模擬式顯示儀表

顯示儀表直接接收檢測(cè)元件及變送器或傳感器的輸出信號(hào)，連續(xù)地顯示、記錄生產(chǎn)過程中各個(gè)被測(cè)參數(shù)的變化情況。按顯示方式不同，現(xiàn)實(shí)儀表分為模擬式、數(shù)字式和圖像式三種。3顯示儀表模擬式顯示儀表41.動(dòng)圈式顯示儀表

動(dòng)圈表可以與熱電偶、熱電阻、壓力變送器、差壓變送器及流量變送器相配合，用來指示工業(yè)對(duì)象的溫度、壓力和流量參數(shù)，也可以對(duì)直流毫伏信號(hào)進(jìn)行顯示。各種被測(cè)參數(shù)只要通過傳感器或變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，就可由動(dòng)圈表直接進(jìn)行顯示。在動(dòng)圈表中增加一些附加控制電路，還可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警及控制功能。動(dòng)圈表型號(hào)意義：

XCZ：顯示、磁電、指示

XCT：顯示、磁電、控制使用時(shí)的注意事項(xiàng)：注意配套使用；適當(dāng)調(diào)整外接電阻；運(yùn)輸時(shí)，短路保護(hù)。動(dòng)圈式顯示儀表模擬式顯示儀表52.自動(dòng)平衡式顯示儀表自動(dòng)平衡顯示儀表工作原理圖自動(dòng)平衡式顯示儀表模擬式顯示儀表63.聲光式顯示儀表

聲光式顯示儀表是以聲音或光柱的變化反映被測(cè)參數(shù)超越極限或模擬顯示被測(cè)參數(shù)的連續(xù)變化的儀表。XXS-10型閃光報(bào)警儀模擬式顯示儀表75.1自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)

電位差計(jì)是用來測(cè)量電勢(shì)或電位的,當(dāng)它與熱電偶配合時(shí),可以用來測(cè)量和顯示溫度。1.自動(dòng)電子電位差計(jì)的工作原理8自動(dòng)平衡式顯示儀表9圖5-1電子電位差計(jì)原理圖

電子電位差計(jì)既保持了手動(dòng)電位差計(jì)測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且無須用手去調(diào)節(jié)就能自動(dòng)指示和記錄被測(cè)溫度值。結(jié)論熱電偶測(cè)量橋路放大器可逆電機(jī)指示機(jī)構(gòu)記錄機(jī)構(gòu)同步電機(jī)穩(wěn)壓電源圖5-2電子電位差計(jì)原理方框圖5.1自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)102.自動(dòng)電子電位差計(jì)的測(cè)量橋路圖5-3XW系列電位差計(jì)測(cè)量橋路原理圖5.1自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)橋路中各電阻的作用

(1)滑線電阻

RP與工藝電阻RB

改變滑動(dòng)觸點(diǎn)在

RP上的位置,可以產(chǎn)生不同的橋路輸出電壓以平衡熱電偶的熱電勢(shì)。(2)始端(下限)電阻RG

RG的大小取決于測(cè)量下限的高低。(3)量程電阻RM

RM是決定儀表量程大小的電阻。它的大小由儀表測(cè)量范圍與所采用的熱電偶分度號(hào)來決定。115.1自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)(5)冷端溫度補(bǔ)償電阻R2

降低了測(cè)量誤差。(4)上支路限流電阻R4

把上支路的工作電流限定在4mA。（5-1）(6)下支路限流電阻R3

它與R2配合，保證了下支路回路的工作電流為2mA。

（5-2）125.1自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)5.2電子自動(dòng)平衡電橋12（1）平衡電橋測(cè)溫原理利用平衡電橋來測(cè)量熱電阻變化。圖5-4平衡電橋

當(dāng)被測(cè)溫度為下限時(shí)，Rt有最小值Rt0，滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)在RP的左端，此時(shí)電橋的平衡條件是（5-3）

滑動(dòng)觸點(diǎn)B的位置就可以反映電阻的變化，亦即反映了溫度的變化。并且可以看到觸點(diǎn)的位移與熱電阻的增量呈線性關(guān)系。結(jié)論當(dāng)被測(cè)溫度升高后的平衡條件是（5-4）用式（5-4）減式（5-3），則得（5-5）185.2電子自動(dòng)平衡電橋19（2）自動(dòng)電子平衡電橋圖5-7電子平衡電橋原理方框圖

為了準(zhǔn)確地指示出被測(cè)溫度的數(shù)值，將熱電阻的連接采用三線制接法，并加外接調(diào)整電阻。圖5-6

自動(dòng)平衡電橋工作原理5.2電子自動(dòng)平衡電橋20自動(dòng)電子平衡電橋與自動(dòng)電子電位差計(jì)的比較相同處與這兩種儀表配套的測(cè)溫元件（熱電偶、熱電阻）在外形結(jié)構(gòu)上十分相似。儀表的外形及其組成：如放大器、可逆電機(jī)、同步電機(jī)及指示記錄部分都是完全相同的。5.2電子自動(dòng)平衡電橋不同處它們測(cè)量的電量形式不相同。兩者的作用原理不同。測(cè)溫元件與測(cè)量橋路的連接方式不同。當(dāng)用熱電偶配電子電位差計(jì)測(cè)溫時(shí)，其測(cè)量橋路需要考慮熱電偶冷端溫度的自動(dòng)補(bǔ)償問題；而用熱電阻配電子平衡電橋測(cè)溫時(shí)，則不存在這個(gè)問題。215.2電子自動(dòng)平衡電橋5.3無紙記錄儀30

以CPU為核心采用液晶顯示的記錄儀，直接把記錄信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后，送到隨機(jī)存儲(chǔ)器加以保存，并在大屏液晶顯示屏上加以顯示。圖5-8無筆、無紙記錄儀的原理方框圖無紙記錄儀有紙記錄儀無紙記錄儀顯示界面315.3無紙記錄儀無筆、無紙記錄儀的特點(diǎn)：

①液晶全動(dòng)態(tài)顯示,并有背光功能。②輸入信號(hào)多樣化,并以工業(yè)專用微處理器CPU為核心,從而實(shí)現(xiàn)了高性能、多回路的監(jiān)測(cè),并隨意放大、縮小地顯示在顯示屏上。③無紙、無筆、無墨水,無一切機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu),無需日常維護(hù)。④精度高：實(shí)時(shí)顯示,±0.2%;曲線及棒圖顯示,±0.5%。⑤具有與上位機(jī)通訊的標(biāo)準(zhǔn),可靠性高,價(jià)格與一般記錄儀相仿。325.3無紙記錄儀5.5虛擬顯示儀表利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能來完成顯示儀表所有的工作。

33采樣開關(guān)模數(shù)轉(zhuǎn)換個(gè)人計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)計(jì)算處理多媒體顯示顯示模式輸入通道輸入通道插卡圖5-9虛擬顯示儀表原理框圖虛擬顯示儀表的特點(diǎn)有:

使用簡(jiǎn)單方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。性能優(yōu)越。34智能顯示儀表5.5虛擬顯示儀表6儀表防爆的基本知識(shí)氣動(dòng)儀表從本質(zhì)上來說具有防爆性能（不可能產(chǎn)生火花）。電動(dòng)儀表必須采取必要的防爆措施才具有防爆性能。原因：在某些生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)存在著各種易燃、易爆氣體（煉油、化工等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)）。安裝在這種危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表如果產(chǎn)生火花，就容易引起爆炸，因而必須具有防爆性能。6.1防爆儀表的標(biāo)準(zhǔn)防爆儀表的分類防爆儀表的分級(jí)和分組防爆儀表的標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求》標(biāo)志：iaIICT5，iaIICT6，dIIBT3……防爆儀表的分類S特殊型n無火花型q充沙型O充油型P正壓型i本質(zhì)安全型e增安型d隔爆型

按照國(guó)標(biāo)GB3836.1規(guī)定，防爆電氣設(shè)備分為兩大類：

I類：煤礦井下用電氣設(shè)備

II類：工廠用電氣設(shè)備II類(工廠用)電氣設(shè)備又分為8種類型。其標(biāo)志如下：

在爆炸性氣體或蒸汽中使用的儀表，引起爆炸主要有兩方面原因：2.儀表過高的表面溫度II類(工廠用)防爆儀表的分級(jí)和分組就是針對(duì)上述兩個(gè)方面進(jìn)行的。1.儀表產(chǎn)生能量過高的電火花或儀表內(nèi)部因故障產(chǎn)生的火焰通過表殼的縫隙引燃儀表外的氣體或蒸汽防爆儀表的分級(jí)0.45>MICR0.5≥dmaxIIC0.8≥MICR≥0.450.9>dmax>0.5IIBMICR>0.8dmax≥0.9IIAMICRdmax(mm)級(jí)別根據(jù)：最大試驗(yàn)安全間隙dmax或最小點(diǎn)燃電流的比值MICR

防爆儀表的分組根據(jù)：儀表最高表面溫度450T1300T2200T3135T485100最高表面溫度T6T5溫度組別儀表的最高表面溫度=實(shí)測(cè)最高表面溫度―實(shí)測(cè)時(shí)環(huán)境溫度

+規(guī)定最高環(huán)境溫度防爆儀表的標(biāo)志防爆儀表的防爆標(biāo)志為“Ex”；儀表的防爆等級(jí)標(biāo)志的順序?yàn)椋悍辣褪?、類別、級(jí)別、溫度組別。儀表常見的防爆等級(jí)有iaIICT5(iaIICT6)和dIIBT3二種。前者表示II類本質(zhì)安全型ia等級(jí)C級(jí)T5組；后者表示II類隔爆型B級(jí)T3組。防爆儀表的分級(jí)與分組，與易燃易爆氣體或蒸汽的分級(jí)和分組是相對(duì)應(yīng)的。

硝酸乙脂二硫化碳乙炔氫、水煤氣IIC乙醚、二乙醚二甲醚、丙烯醛、碳化氫環(huán)氧丙烷、丁二烯、乙烯丙烯脂、二甲醚、環(huán)丙烷、市用煤氣IIB亞硝酸乙脂乙醛、三甲胺環(huán)乙烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、汽油、煤油、柴油、戊醇、己醇、環(huán)乙醇乙醇、丁醇、丁烷、醋酸丁脂、醋酸戊脂、環(huán)戊烷、丙烯、乙苯、甲醇、丙醇甲烷、氨、乙烷、丙烷、丙酮、苯、甲苯、一氧化碳、丙烯酸、甲脂、苯乙烯、醋酸乙脂、醋酸、氯苯、醋酸甲脂IIAT685～100℃

T5100～135℃

T4135～200℃

T3200～300℃

T2300～400℃

T1>450℃

組別

過程控制儀表的防爆措施過程控制儀表主要有:

隔爆型防爆儀表本質(zhì)安全型防爆儀表隔爆型防爆儀表特點(diǎn)：儀表的電路和接線端子全部置于防爆殼體內(nèi)

防爆措施：采用耐壓80～100N/cm2以上的表殼表殼外部的溫升不得超過由易爆性氣體或蒸汽的引燃溫度所規(guī)定的數(shù)值表殼接合面的縫隙寬度及深度，應(yīng)根據(jù)它的容積和易爆性氣體的級(jí)別采用規(guī)定的數(shù)值使用注意：*揭開儀表表殼后，將失去了防爆性能

*長(zhǎng)期使用會(huì)逐漸降低防爆性能本質(zhì)安全型防爆儀表正常狀態(tài)指在設(shè)計(jì)規(guī)定條件下的工作狀態(tài)，故障狀態(tài)指電路中非保護(hù)性元件損壞或產(chǎn)生短路、斷路、接地及電源故障等情況。本質(zhì)安全型防爆儀表也稱安全火花型防爆儀表。這種儀表，在正常狀態(tài)下或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不會(huì)引起規(guī)定的易爆性氣體混合物爆炸。本質(zhì)安全型ia和ib兩個(gè)等級(jí)分別表示：ia等級(jí)

在正常工作、一個(gè)故障和兩個(gè)故障時(shí)均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。ib等級(jí)

在正常工作和一個(gè)故障時(shí)不能點(diǎn)燃爆炸性氣體的電氣設(shè)備。6.2安全柵安全柵能與各種現(xiàn)場(chǎng)的一次儀表配合，組成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，用于現(xiàn)代化工業(yè)的自動(dòng)化過程控制，廣泛地用于石油化工、冶金、醫(yī)藥、船舶等領(lǐng)域?？上拗莆ｋU(xiǎn)能量進(jìn)入不安全場(chǎng)所。安全柵是保證過程控制系統(tǒng)具有安全火花防爆性能的關(guān)健儀表。6.2安全柵安全柵是構(gòu)成安全火花防爆系統(tǒng)的關(guān)鍵儀表，其作用是：一方面保證信號(hào)的正常傳輸另一方面控制流入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量在爆炸性氣體或爆炸性混合物的點(diǎn)火能量以下，以確保系統(tǒng)的安全火花性能。常用的安全柵有兩種：一種是齊納式安全柵一種是隔離式安全柵

6.2安全柵6.2安全柵6.2安全柵1.齊納式安全柵齊納式安全柵是基于齊納二極管反向擊穿特性來工作的，其原理線路如圖所示。圖中：VZ1和VZ2為齊納二極管，F(xiàn)U為快速熔斷器，R為限流電阻。

VZ1VZ2RFU危險(xiǎn)側(cè)安全側(cè)U1Uo2.隔離式安全柵

變壓器隔離式安全柵利用變壓器或電流互感器將供電電源、信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端進(jìn)行電氣隔離，同時(shí)通過電子電路(限能器)限制進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量。變壓器隔離式安全柵分為檢測(cè)端安全柵（輸入式安全柵）和操作端安全柵（輸出式安全柵）兩種。（1）檢測(cè)端安全柵

檢測(cè)端安全柵用于為兩線制變送器進(jìn)行隔離式供電，并將變送器送來的4～20mADC信號(hào)轉(zhuǎn)換成隔離的且與之成正比的4～20mADC或1～5VDC的信號(hào)，而且在故障狀態(tài)下，可限制其電流和電壓值，使進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量限制在安全額定值以下。

(2)結(jié)構(gòu)組成及工作原理IiVo24VDC125678輸入端輸出端Io4~20mA1~5V4~20mA（3）操作端安全柵

操作端安全柵是將控制儀表送來的4～20mADC信號(hào)由調(diào)制器利用直流/交流轉(zhuǎn)換器提供的供電方波轉(zhuǎn)換為交流方波信號(hào),該信號(hào)由信號(hào)隔離變壓器隔離后送至解調(diào)放大器，由解調(diào)放大器將此方波信號(hào)重新還原成4-20mADC信號(hào)，經(jīng)限能器送至現(xiàn)場(chǎng)。限能器的作用仍是限流和限壓，防止高電壓或大電流進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。IoIi24VDCA1A2B1B278輸出端輸入端(4)結(jié)構(gòu)組成及工作原理安全柵的作用（1）信號(hào)的傳輸（2）能量的傳輸（3）限流、限壓變送器執(zhí)行器檢測(cè)端安全柵操作端安全柵調(diào)節(jié)器計(jì)算機(jī)危險(xiǎn)場(chǎng)所:現(xiàn)場(chǎng)非危險(xiǎn)場(chǎng)所:控制室4~20mA1~5V4~20mAV出I入24VDC4~20mA穩(wěn)