單元組合儀表

單元組合儀表

單元組合儀表是按照自動控制系統中各部分的功能 (如檢測、顯示、調節和操作等)構成的若干具有獨立作用的單元儀表,各單元之間以統一信號互相聯繫的成套調節儀表。

種類

單元組合儀表有氣動和電動兩類。

氣動單元組合儀表

力矩平衡式壓力變送器力矩平衡式壓力變送器

氣動單元組合儀表大多採用力平衡或力矩平衡工作原理。例如,在力矩平衡式壓力變送器(圖2)中,被測壓力pX經檢測元件(膜片)轉換成壓力p1,加到槓桿的一端。槓桿的偏轉由噴嘴擋板元件檢測並經氣動放大後得0.02~0.1兆帕壓力的輸出信號。這個輸出信號同時送給彈性元件(波紋管),轉換成p2,加到槓桿的另一端,使槓桿兩端的力矩互相平衡。這時槓桿的偏轉極小,輸出信號遂與被測壓力成正比。氣動單元組合儀表結構簡單,易於檢修,但需要使用不含油分、水分和塵埃的淨化氣源,可作一般控制用,適於在防爆、防核輻射場所使用。

電動單元組合儀表

工作原理圖工作原理圖

電動單元組合儀表主要採用電晶體積體電路等電子技術。

圖3為顯示操作調節器的力矩平衡式壓力變送器。被控制信號在輸入電路內與設定值相比較,同時經顯示電路把參數顯示出來。其偏差信號經比例微分(PD)電路、比例積分(PI)電路後成為具有PID調節作用的控制信號,再經輸出電路得到直流4~20毫安的統一控制信號。當需要手動操作時可由開關切換,使輸出為手動控制信號。電動單元組合儀表結構雖比氣動的複雜,但其運算精度高、動作反應迅速、傳輸距離遠,故適用於大多數控制系統。隨著微處理器技術的發展,單元內部可以採用微處理器,使單元的功能進一步提高。

能量來源

氣動單元組合儀表以0.14兆帕壓力的壓縮空氣為能源;以0.02~0.1兆帕的氣壓為統一信號。

電動單元組合儀表使用交流電源;統一信號曾有直流1~5、0~10、4~20、10~50毫安,交流1~5、0~10伏,直流0~10伏等多種。

1971年,國際電工委員會(IEC)推薦以直流4~20毫安為電動單元組合儀表的統一信號,已被普遍採用。

組合儀表的單元類型

①變送單元

將不同的被測參數變換成統一信號,如壓力變送器流量變送器溫度變送器等(見變送器)。

②轉換單元

將各種信號互相轉換,如電-氣轉換器頻率轉換器模擬數字轉換器等。

③計算單元

對幾個信號進行運算,如加減器、乘除器和開方器等。

④顯示單元

將統一信號轉變成可視的刻度讀數、數碼、曲線或各種字元圖形,如指示記錄儀積算器等。

⑤給定單元

提供被控參數的給定值,如恆值給定器時間程式給定器等。

⑥調節單元

將被控信號與給定值相比較,對偏差進行調節,以控制執行器的動作,如比例、積分、微分(PID)調節器等。

⑦輔助單元

用來增加控制系統適應性的輔助儀表,如阻尼器限幅器速率限制器等。

各類單元的相互關係各類單元的相互關係

圖1為各類單元的相互關係。

用途

單元組合儀表的用途非常廣泛,自20世紀50年代以來已發展出很多系列。

用各種單元根據不同功能和使用要求加以組合,可構成各種單參數或多參數的自動控制系統

它們的結構原理不同,單元品種也不一致,並隨著元件、工藝的發展不斷地改進儀表系列。幾種常用的功能又可合併在一個單元內,形成有分有合的多品種儀表系列。

配圖

單元組合儀表氣動單元組合儀表

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們