第二章儀表的構(gòu)成與組件

儀表的構(gòu)成電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)第二章儀表的構(gòu)成與組件2.1儀表的構(gòu)成1、儀表的功能：儀表輸出信號(hào)輸入信號(hào)變送器調(diào)節(jié)器執(zhí)行器T、P、F、L4~20mA0~10mA20~100KpaDV（DV=PV-SV）控制信號(hào)控制信號(hào)調(diào)節(jié)閥門開度或泵的轉(zhuǎn)速2.1儀表的構(gòu)成1、儀表的功能：儀表輸出信號(hào)輸入信號(hào)變送器2、儀表的開環(huán)結(jié)構(gòu)：W(s)yxK開環(huán)儀表：問題：輸入轉(zhuǎn)換、放大等使誤差累積并逐級(jí)放大，

y與x的線性關(guān)系難以保證。解決途徑：采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)其中：W(s)代表儀表的轉(zhuǎn)換部分，K表示放大部分。

2.1儀表的構(gòu)成2、儀表的開環(huán)結(jié)構(gòu)：W(s)yxK開環(huán)儀表：問題：輸入轉(zhuǎn)換、3、儀表的閉環(huán)結(jié)構(gòu)：

Ki——輸入部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)；

K——放大器的放大系數(shù)；

Kf——反饋部分的反饋系數(shù)。2.1儀表的構(gòu)成由于K很大，所以輸出輸入關(guān)系幾乎不受放大器特性影響。3、儀表的閉環(huán)結(jié)構(gòu)：Ki——輸入部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)；2.1第二章構(gòu)成儀表的元件

儀表的構(gòu)成電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元/組件構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)第二章構(gòu)成儀表的元件2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件

電阻R氣阻R(a)

固定電阻(a)固定氣阻

(b)

可調(diào)電阻(b)可調(diào)氣阻

關(guān)系式R=U/I關(guān)系式R=△P/M

式中

U——電阻兩端電壓；式中△P——?dú)庾鑳啥藟航?/p>

I——流過電阻的電流。

M——?dú)怏w的質(zhì)量流量

1、基本元件：氣阻2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件1、基本元件：氣阻2、基本元件：氣容

2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件

電容C氣容C

(a)固定電容(b)可變電容a)固定氣容(b)可變氣容關(guān)系式：關(guān)系式：

式中：q——電容中的電荷量；式中：m——?dú)馊葜械臍怏w質(zhì)量

iC——流過電容的電流；M——?dú)怏w的質(zhì)量流量；

UC——電容兩端的電壓。PC——?dú)馊葜械膲毫Α?、基本元件：氣容2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件電容C3、基本組件：節(jié)流通室2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件可調(diào)氣阻固定氣阻1.通過調(diào)整R1獲得分壓關(guān)系；2.K1在0～1間變化；3.可構(gòu)成比例調(diào)節(jié)規(guī)律。3、基本組件：節(jié)流通室2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件可調(diào)氣節(jié)流通室（分壓氣路）

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)關(guān)系式（穩(wěn)態(tài)時(shí)）：

若P3=0（通大氣）

式中

KP——比例系數(shù)，0<KP<1

分壓電路

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)關(guān)系式：

式中KP——比例系數(shù)，0<KP<1比例環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流通室（分壓氣路）分壓電路比例環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表4、基本組件：節(jié)流盲室積分時(shí)間：T＝RC2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件4、基本組件：節(jié)流盲室積分時(shí)間：T＝RC2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀節(jié)流盲室（積分氣路）

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)

傳遞函數(shù)：

式中T——時(shí)間常數(shù),T=RC積分電路

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)

傳遞函數(shù)：

式中T——時(shí)間常數(shù)，T=RC

積分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流盲室（積分氣路）積分電路積分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的微分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流盲室（微分氣路）

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)微分電路

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)

微分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流盲室（微分氣路）2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件5、噴嘴-擋板機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.放大作用：很大；2.轉(zhuǎn)換作用：位移-噴嘴背壓；3.控制作用：通過h控制PD。2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件5、噴嘴-擋板機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.放2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件6、氣動(dòng)功率放大器ACBD功率=壓力X流量金屬簧片金屬膜片2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件6、氣動(dòng)功率放大器ACBD功例：噴嘴擋板機(jī)構(gòu)、功率放大器2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件例：噴嘴擋板機(jī)構(gòu)、功率放大器2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件第二章構(gòu)成儀表的元件

儀表的構(gòu)成電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)第二章構(gòu)成儀表的元件1.力平衡式：2.3構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)比較環(huán)節(jié)C：膜片的剛度系數(shù)1.力平衡式：2.3構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)比較環(huán)節(jié)C：膜2.力矩平衡式：2.3構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)比較環(huán)節(jié)2.力矩平衡式：2.3構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)比較環(huán)節(jié)2.力矩平衡式：2.3構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)比較環(huán)節(jié)2.力矩平衡式：2.3構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)比較環(huán)節(jié)

力比較是輸入力和反饋力作用在比較元件上，其差值使比較元件產(chǎn)生微小的位移；力矩比較是輸入力矩和反饋力矩作用在作為比較元件的杠桿上，其差值使杠桿產(chǎn)生微小的偏轉(zhuǎn)。氣動(dòng)儀表的比較環(huán)節(jié)：力比較和力矩比較2.3構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)力比較是輸入力和反饋力作用在比較元件上，其差值使比較元件本章重點(diǎn)儀表的功能：儀表輸出信號(hào)輸入信號(hào)變送器調(diào)節(jié)器執(zhí)行器T、P、F、L4~20mA0~10mA20~100KpaDV（DV=PV-SV）控制信號(hào)控制信號(hào)調(diào)節(jié)閥門開度或泵的轉(zhuǎn)速本章重點(diǎn)儀表的功能：儀表輸出信號(hào)輸入信號(hào)變送器調(diào)節(jié)器執(zhí)行器T本章重點(diǎn)儀表的閉環(huán)結(jié)構(gòu)：

Ki——輸入部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)；

K——放大器的放大系數(shù)；

Kf——反饋部分的反饋系數(shù)。本章重點(diǎn)儀表的閉環(huán)結(jié)構(gòu)：Ki——輸入部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)；氣阻：R=△P/M氣容：本章重點(diǎn)節(jié)流通室：節(jié)流盲室：氣阻：R=△P/M氣容：本章重點(diǎn)節(jié)流通室：節(jié)流盲室：本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)第二章儀表的構(gòu)成與組件

儀表的構(gòu)成電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)第二章儀表的構(gòu)成與組件2.1儀表的構(gòu)成1、儀表的功能：儀表輸出信號(hào)輸入信號(hào)變送器調(diào)節(jié)器執(zhí)行器T、P、F、L4~20mA0~10mA20~100KpaDV（DV=PV-SV）控制信號(hào)控制信號(hào)調(diào)節(jié)閥門開度或泵的轉(zhuǎn)速2.1儀表的構(gòu)成1、儀表的功能：儀表輸出信號(hào)輸入信號(hào)變送器2、儀表的開環(huán)結(jié)構(gòu)：W(s)yxK開環(huán)儀表：問題：輸入轉(zhuǎn)換、放大等使誤差累積并逐級(jí)放大，

y與x的線性關(guān)系難以保證。解決途徑：采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)其中：W(s)代表儀表的轉(zhuǎn)換部分，K表示放大部分。

2.1儀表的構(gòu)成2、儀表的開環(huán)結(jié)構(gòu)：W(s)yxK開環(huán)儀表：問題：輸入轉(zhuǎn)換、3、儀表的閉環(huán)結(jié)構(gòu)：

Ki——輸入部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)；

K——放大器的放大系數(shù)；

Kf——反饋部分的反饋系數(shù)。2.1儀表的構(gòu)成由于K很大，所以輸出輸入關(guān)系幾乎不受放大器特性影響。3、儀表的閉環(huán)結(jié)構(gòu)：Ki——輸入部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)；2.1第二章構(gòu)成儀表的元件

儀表的構(gòu)成電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元/組件構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)第二章構(gòu)成儀表的元件2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件

電阻R氣阻R(a)

固定電阻(a)固定氣阻

(b)

可調(diào)電阻(b)可調(diào)氣阻

關(guān)系式R=U/I關(guān)系式R=△P/M

式中

U——電阻兩端電壓；式中△P——?dú)庾鑳啥藟航?/p>

I——流過電阻的電流。

M——?dú)怏w的質(zhì)量流量

1、基本元件：氣阻2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件1、基本元件：氣阻2、基本元件：氣容

2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件

電容C氣容C

(a)固定電容(b)可變電容a)固定氣容(b)可變氣容關(guān)系式：關(guān)系式：

式中：q——電容中的電荷量；式中：m——?dú)馊葜械臍怏w質(zhì)量

iC——流過電容的電流；M——?dú)怏w的質(zhì)量流量；

UC——電容兩端的電壓。PC——?dú)馊葜械膲毫Α?、基本元件：氣容2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件電容C3、基本組件：節(jié)流通室2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件可調(diào)氣阻固定氣阻1.通過調(diào)整R1獲得分壓關(guān)系；2.K1在0～1間變化；3.可構(gòu)成比例調(diào)節(jié)規(guī)律。3、基本組件：節(jié)流通室2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件可調(diào)氣節(jié)流通室（分壓氣路）

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)關(guān)系式（穩(wěn)態(tài)時(shí)）：

若P3=0（通大氣）

式中

KP——比例系數(shù)，0<KP<1

分壓電路

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)關(guān)系式：

式中KP——比例系數(shù)，0<KP<1比例環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流通室（分壓氣路）分壓電路比例環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表4、基本組件：節(jié)流盲室積分時(shí)間：T＝RC2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件4、基本組件：節(jié)流盲室積分時(shí)間：T＝RC2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀節(jié)流盲室（積分氣路）

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)

傳遞函數(shù)：

式中T——時(shí)間常數(shù),T=RC積分電路

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)

傳遞函數(shù)：

式中T——時(shí)間常數(shù)，T=RC

積分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流盲室（積分氣路）積分電路積分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的微分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流盲室（微分氣路）

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)微分電路

(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)階躍響應(yīng)

微分環(huán)節(jié)2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件節(jié)流盲室（微分氣路）2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件5、噴嘴-擋板機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.放大作用：很大；2.轉(zhuǎn)換作用：位移-噴嘴背壓；3.控制作用：通過h控制PD。2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件5、噴嘴-擋板機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.放2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件6、氣動(dòng)功率放大器ACBD功率=壓力X流量金屬簧片金屬膜片2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件6、氣動(dòng)功率放大器ACBD功例：噴嘴擋板機(jī)構(gòu)、功率放大器2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件例：噴嘴擋板機(jī)構(gòu)、功率放大器2.2電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件第二章構(gòu)成儀表的元件

儀表的構(gòu)成電動(dòng)與氣動(dòng)儀表的基本元件構(gòu)成儀表的環(huán)節(jié)與典型實(shí)現(xiàn)第二章構(gòu)成儀表的元件