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一、指针式温度显示仪表
指针式温度显示仪表包括XC系列的动圈式仪表、XF系列具有放大器的动圈式仪表和XB系列加矩电机式仪表。
XC系列动圈式仪表结构简单,价格便宜,由于XC系列动圈式仪表有张丝支承运动机构,所以抗震性能较差,易损坏,在震动较大的场合使用指针抖动,不易读准数。
XF系列仪表保留了XC系列动圈表的优点,增加了放大器,使通过动圈的电流增加,将张丝改为游丝支承,提高了抗震性能,工作稳定性得到了改善。
XB系列力矩电机式显示仪表是一种自动平衡式显示仪表,指针由力矩电机带动,没有动圈机构,抗震性能更好。
1﹒XC系列动圈表
动圈式仪表多由测量机构和测量电路组成,配接热电偶的动圈表和配接热电阻的动圈表只是测量电路不同,测量机构都是相同的,配接热电偶的是一个磁电式动圈电流表与测量电路组成的毫伏计,配接热电阻的是一个直流不平衡电桥,将磁电式动圈电流表连接在桥路的对角线上,其他部分与热电偶动圈表相同。
XC系列动圈表的测量机构由此路系统和动圈系统组成:
为使动圈的每一个位置(偏转角)对应于一定的电流强度,在动圈上加一个大小与其偏转角成正比的反作用力矩,反作用力矩由动圈的支承系统产生,用的较多的为张丝,转动力矩越大,张丝产生的反力矩就越大,当电流引起的转动力矩与张丝的反力矩相等时,动圈停止转动,处于平衡状态,此时动圈相连的指针即指示出所测的参数大小。
测量机构的动圈是由漆包铜线绕制的无骨架形线框,在动圈上装有很轻的铝质指针,随动圈的转动,显示被测值,指针尾部有平衡杆和平衡锤,用来调整可动部分重心,以减小仪表的倾斜误差,张丝支承结构,由簧片、张丝、花篮架和阻制器等组成,有三个作用,产生反作用力,支承运动系统,为动圈导入电流信号,通过调整簧片可以改变张丝的张力,调整仪表的灵敏度,磁路系统由铁芯、磁铁、接线和磁分路片等组成,磁分路片可以调整空氧隙中的磁感应强度,调整仪表的误差。
2﹒XF系列动圈式温度显示仪表
该系列的仪表测量机械原理与XC系列相同,只是将张丝改为游丝并将张丝支承改为轴尖轴承支持系统,由游丝产生反作用力矩,由于轴尖、轴承支承系统所需的转动力矩较大,要求通过动圈的电流也要大,所以在内电路中采用了集成运算放大器,配接热电阻还是热电偶还是取决于测量电路,由于该系列的表采用了集成运放,所以输入阻抗很高,外接线路电阻与仪表的输入阻抗相比,可以忽略不计,因此配接热电偶的仪表对外接线路电阻无具体规定,方便使用维护。
3﹒XB系列力矩电机式显示仪表,
被测信号EX(或RX)输入测量电路与已知的标准量相比较,其不平衡电压送至放大器,将其放大,以驱动力矩电机正转或反转,带动平衡机构使仪表达到新的平衡,并由指针显示出被测值。
电子自动平衡式显示仪表是基于电平衡原理测量未知信号的。
被测信号输入到测量电路中,当测量电路处于平衡状态时,无电压信号输出,仪表的指针指示出被测参数的量值,当被测量发生变化时,测量电路不再平衡,输出不平衡电压,经放大器放大后,驱动可逆电机旋转,可逆电机通过机械传动机构带动指针和记录笔移动的同时,又带动测量电路中的滑线电阻的滑动触点向新的平衡点移动,值到测量电路输出电压等于零,可逆电机停止动作,指针指示被测值,同步电机按的速度连续动作,通过走纸、打印切换机械传动机构带动记录纸移动,实现被测量值的记录。
电子自动平衡记录仪分为电子电位差计和电子自动平衡电桥两种。
电子电位差计是一种与热电偶元件配套使用的电子平衡温度显示仪表,它还可以用于测量直流电流和直流电压。原理是热电偶输入的直流电势与测量桥路中的电压相比较,其差值经电子放大器放大后输出足以驱动可逆电机的功率,可逆电机带动与滑线电阻相接触的滑臂移动,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,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温度分度的标尺和记录纸运动,滑臂的每一个位置相对应一个温度数值,从而自动指示和记录出温度数。
电子电位差计的不灵敏区很小,因而对外界的干扰十分敏感。
2﹒电子平衡电桥
电子平衡电桥是一种与热电阻元件配套使用的电子平衡显示仪表,其工作原理与电子电位差计不同,
数字温度显示仪表的种类很多,但基本原理都相同。
被测介质的温度通过传感器,将热电偶的热电势或热电阻的阻值信号输入到补偿回路中,完成热电偶的冷端补偿和热电阻的线路电阻补偿。再输入到输入回路中,转换为直流电压信号,输入到前置放大器,经过前置放大器放大以后输入线性化电路中,克服测温元件的非线性特性,然后输出电压信号,此电压信号经过模数(A/D)转换器转换为断序变化的数字量信号,再加以驱动,通过数码管显示温度值;光柱驱动电路将此输出电压信号与一组基准值比较驱动一列半导体发光管,使被测值以光柱的形式进行显示;电压、电流(V/I)转换器是将此输出电压信号转换成统一标准的直流电流信号,以便与其它热工设备连用,实现自动控制、两块仪表共用一个取样信号等控制显示目的;上、下线报警电路是将此输出电压信号与一标准的给定信号进行比较,输出信号控制继电器接点吸合,将模拟量信号转换为开关量信号输入给程控保护系统,联动设备或报警提示。
第三节 温度测量系统
温度测量系统是由一次元件、二次元件和测量线路组成的,为使测量值准确,保证设备安全经济运行,一次元件、二次仪表和测量线路中的电缆、导线、补偿导线、切换开关等设备在设备投运之前都要按照规程认真检修,测点的选择位置应能准确的显示被测物体或介质的温度。
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