项目6-2数字显示仪表

-1-项目6-2数字显示仪表模拟量信号：以忽强忽弱变化的电信号来模拟实际变化着的信号，信号随时间变化是连续的。数字量信号：以代码表示实际信号的大小，信号随时间变化是断续的，仪表每隔一定的时间间隔，发送或接收一组数据代码。数字显示仪的主要功能：将模拟量信号转换为数字量信号，并用数字符号显示出来。一．数字显示仪表1.数字显示仪表结构逻辑结构图物理结构图（1）滤波通过滤波电路将干扰信号滤除（2）A/D变换-2-结构：如图输入模拟信号定时器1计数器输出数字信号存储器比较器标准电流信号启动计数移出数据计数器清零定时器复位电容放电控制定时器2脉冲发生器集成运放原理：在定时器控制下，积分电路在单位时间内对输入模拟电流信号进行积分，当输入电流流过电容1的同时，电容1上的电压逐步升高；之后积分电路又对标准电流进行第二次积分(此次积分不受时间限制)，同样电容2上的电压逐步升高；于此同时，电容1和电容2上的电压经比较器比较，计数器计数电容2的充电时间；当两个电容上的电压相等时，计数器计数结束(同时对标准电流的积分结束)，并把计数结果放入指定存储器，该计数结果实际上就是输出数字量。（3）线性矫正如铂电阻阻值与温度的关系为3201CtBtAtRRt，tR值与温度值t之间为非线性关系。软件矫正：通过软件由tR值及各参数算出温度值t。硬件矫正：由十几个线性集成运放组成,在一定范围内,用8段直线逼近热电势的特性曲线,使输出电压与温度成线性关系（4）显示数字显示的方法有发光二极管显示器LED、液晶显示器LCD等。-3-二．数字显示仪表实例如上海万迅仪表有限公司生产的AI-501型测量显示报警仪表1.数字显示仪表面板①②③④LED指示灯：OUT指示电流变送输出大小，或报警输出动作，ALl、AL2、AUX分别对应模块输出动作。⑤设置键，进入参数设置状态；⑥数据移位键，确认参数修改等；⑦数据减少键；④数据增加键；⑨光柱：显示PV值的百分比；⑩下显示窗，显示单位符号、参数值；○11上显示窗，显示测量值PV，参数名称。注：仪表上电后，仪表上显示窗口显示测量值(PV)。该显示状态为仪表的基本显示状态。输出的测量信号超出量程时(热电偶断线时，热电阻断线、短路时及输入规格设置错误时，可能发生)。则上显示窗交替显示“orAL”字样及测量上限或下限值。2.数字显示仪表操作在基本显示状态下，按键2秒以上。即进入现场参数(ALl～AL4)。再按健可显示下一参数。按健可移动修改数据数据(光际），按健减少数据，按健增加数据，按键2秒以上，可退出设置参数状态。如果无按键操作约50秒后自动退出设置参数状态。①显示AL1。按键，显示报警值，可通过、、进行修改。依次按键．显示AL2、AL3、AL4．用同样方法修改其对应报警值。②依次按健，显示Loc时，按键，修改Loc=808。即可进入下一层现场参数。-4-a.依次按健，显示AL01~AL04，通过、、可选择H(上限报警)，L(下限报警)；依次按健，显示dFl～dF4，通过、、可修改报警回差值；依次按健，显示ALl-AL4，通过、、可修改报警值。b.按键2秒，进入系统参数。3.现场参数含义ALl～AL4表示：第一路～第四路报警值，参数设置范围-1999～9999Loc表示：参数修改级别，当Loc=808时，允许修改现场参数；AL01～AL01表示：第一路～第四路的上、下限报警选择，H：测量值＞报警值时，产生上限报警，测量值PV＜上限报警值-dFl时，解除报警，L：测量值＜报警值时，产生下限报警，测量值PV＞上限报警值+dFl时，解除报警dFl～dF4表示：第一路～第四路的报警回差，又名死区，滞环。回差用于避免因测量输入值波动而导致报警而产生频繁通断的误动作。参数设置范围0～200.0℃或0～2000定义单位dIp表示：小数点位，有0000、000.0、00.00、0.000四种格式。dIL和dIH分别表示：输入刻度下限值和输入刻度上限值，。例如：1～5V输入,显示1000～5000,则设置dIP=0000,dlL=1000,dlH=5000。当用于测量值电流变送输出时．兼作为输出上限显示刻度定义值。Sc表示：输入平移修正，对热电偶而言，当仪表冷端自动补偿存在误差时，也可用Sc进行修正。例如：Sc=0.0时，PV显示为500.0，当Sc=10.0时，PV显示为510.0Soft表示：输入数字滤波，—般在测量值受到较大大干扰时，可逐步增大。调至使测量值瞬间跳动2～5个字。当仪表进行计量检定时，则应将Soft设置为0或1，以提高响应速度。out表示：变送输出类型，可选择0～10mA，4～20mlA，0～20mA。AULL表示：AUX(辅助接口)位置功能，可选择AL3、AL4COMM表示：COMM位置功能，可选择R485、AL3、AL4。Outp表示：主输出功能选择，可选择AL3、AL4、b(变送输出)。HL表示：Sv窗口显示某点报警值或℃的选择-5-IN表示：输入规格，包含K、S、R、B、N、E、J、T、WRe325；Ptl00、Cu50；4～20mA、0～20mA；1～5v、0～5v、0～10V、2～10V、0～20v；0～80Ω、0～400Ω；0～20mV、0～60mV、0～100mV、0～500mV、100～500mv4.背板接线图三．无纸记录仪无纸、无笔显示记录仪实际上是一台简化的计算机系统。结构：CPU：工业专用微处理器；主板：专用。包括：ROM，RAM，时钟电路；键盘控制器：接面板膜式键盘；显示控制器：接液晶显示器；打印控制器：接微型打印机；通讯控制器：外接计算机（PC）；A/D转换器：接测试仪表（模拟量）。-6-特点：①仪表可输入标准电流、标准电压、热电偶、热电阻、频率等信号；②可提供传感器配电输出和模拟量变送输出、继电器报警输出；③可存储历史数据，能直接查询某年、月、日、时、分、秒的数据，方便快捷；④可以图形化的方式显示数据的趋势变化曲线；⑤可与便携计算机、打印机连接，直接读取历史数据，或打印历史数据。四．安全栅定义：安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表。作用：一方面保证信号的正常传输；另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。分类：齐纳式安全栅、隔离式安全栅①齐纳式安全栅是基于齐纳二极管反向击穿特性来工作的，其原理-7-线路如图所示。图中：VZ1和VZ2为齐纳二极管，FU为快速熔断器，R为限流电阻。②隔离式安全栅利用变压器或电流互感器将供电电源、信号输入端和信号输出端进行电气隔离，同时通过电子电路(限能器)限制进入危险场所的能量。变压器隔离式安全栅分为检测端安全栅（输入式安全栅）和操作端安全栅（输出式安全栅）两种。ⅰ检测端安全栅用于为两线制变送器进行隔离式供电，并将变送器送来的4～20mADC信号转换成隔离的且与之成正比的4～20mADC或1～5VDC的信号，而且在故障状态下，可限制其电流和电压值，使进入危险场所的能量限制在安全额定值以下。ⅱ操作端安全栅是将控制仪表送来的4～20mADC信号由调制器利用直流/交流转换器提供的供电方波转换为交流方波信号,该信号由信号隔离变压器隔离后送至解调放大器，由解调放大器将此方波信号重新还原成4-20mADC信号，经限能器送至现场。限能器的作用仍是限流和限压，防止高电压或大电流进入现场。