计算机控制技术与系统 课件 02 计算机控制系统中的检测设备和执行机构 .pptx
第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构;控制器;2.1过程控制中的检测设备;2.1.1传感器和变送器;变送器安装在现场,它的气源或电源从控制室送来,而输出信号送到控制室。
气动变送器用两根气动管线分别传送气源和输出信号。
电动模拟式变送器采用二线制或四线制传输电源和输出信号。;二线制:仪表的信号传输与供电共用两根导线;智能式变送器;HART协议;2.1.2压力检测及变送
;大气压力--是地球表面大气层对地球表面物体所产生的压力,随大气条件和地点而变化。“标准状态”的大气压力参考值是101.325kPa
相对压力或表压--相对于大气压力测定的压力
负压--是指相对低于大气压的测量值,用低于大气压的数值表示
差压--两个压力的差值
绝对压力--相对于真空(0压)测量的压力;1、压力检测的主要方法和分类;U形管压力计(液柱式压力计);弹簧管压力计(弹性元件受力变形原理);2、电容式差压变送器;电容式差压变送器结构框图;在差压下的位移变化:
电容变化:
;电容/电流转换电路:
差动电容的相对变化量通过电容/电流转换电路,转换为差动电流信号Id,差动电流信号Id,经放大后转换成4-20mA输出电流Io。;3、智能式压力变送器;3051C智能式差压变送器原理图;2.1.3温度检测和变送;测温方法的分类;接触式测温仪表主要有:
基于物体受热膨胀原理制成的膨胀式温度检测仪表。
基于密闭容积内工作介质随温度升高而压力升高的性质制成的压力式温度检测仪表。
基于导体或半导体电阻值随温度变化而变化热电阻温度检测仪表。
基于热电效应的热电偶温度检测仪表。
;非接触式温度计主要有:
辐射温度计
光学高温计
光电高温计
比色温度计
;热电偶测温原理;热电偶冷端温度补偿;工业上常用的(已标准化)热电偶有:
1)铂铑30-铂铑6热电偶(分度号位B)
2)铂铑10-铂热电偶(分度号为S)
3)镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶(分度号位K)等。;序号;3、热电阻测温原理;29;三线制:在热电阻感温元件一端连接两根引线,另一端连接一根引线,此种引线方式称为三线制。这种引线形式可以较好的消除引线电阻的影响,测量准确度高于两线制。;分度号;分度号;分度号;;电厂专用热电阻和隔爆型热电阻;套管式热电阻;装配式热电阻;耐腐型、耐磨型热电阻;4、模拟式温度变送器;5、智能式温度变送器;2.1.4流量检测及变送;差压流量计
转子流量计
速度式流量计
容积式流量计
靶式流量计
电磁流量计;文丘利式差压流量计;转子流量计;1、卡曼涡街流量计;实验和研究表明,当h/l=0.281时,涡街将表现出稳定的周期现象,其涡街频率f与管道内障碍柱体两侧介质流速vl之间的关系为
f=stvl/d
St为“斯特拉哈尔数”,与障碍物形状和雷诺数有关。当障碍物形状以及管道都确定后,可以导出体积流量QV与频率f成正比,即
QV=kf;2、电磁式流量计;电磁流量计原理;;超声波流量计;超声波流量计;2.1.5物位检测及变送;1、物位仪表分类(1);2、物位仪表分类(2);3、物位仪表分类(3);4、物位仪表分类(4);磁性液位控制器;浮球液位控制器;浮球液位控制器;顶装式磁翻柱液位计;2、差压式液位变送器;3、电容式物位传感器;2.1.6成分分析设备;1、成分分析设备的分类;2、成分分析设备的应用领域;2.2运动控制中的检测设备;2.2.1检测开关;行程开关;接近开关;光电开关;;;2.2.2测速发电机;直流测速发电机:直流测速发电机输出电压和转速有较好的线性关系,并且直流的极性可以反映出转动的方向,应用方便。直流测速发电机有电刷、换向器等接触装置,使它的可靠性变差,精度也受到影响
交流测速发电机:交流测速发电机的输出频率与转速严格对应,输出信号可经放大整形变换电路转换成标准的电压或电流信号。它不需要电刷和换向器,结构简单,不产生干扰火花,但是输出特性随负载性质(电阻、电感、电容)变化而变化。
;2.2.3光电编码器;按机械位移量的类型分类:旋转式光电编码器和直线式光电编码器两类
旋转式光电编码器:也称为转动型编码器,是一种用于测量旋转物体相对位置的位置传感器。它通过测量固定旋转轴在旋转时的位移和方向,将旋转运动转换为数字信号输出。
直线式光电编码器:也称为位移型编码器,是一种用于测量直线运动物体位置变化的位置传感器。它通过物体沿直线方向移动时在位移感应元件上产生的信号变化来测量位置。;按输出信号特征分类:增量式光电编码器和绝对式光电编码器两类
增量式光电编码器:增量式光电编码器的输出轴转角被分成一系列位置的增量,敏感元件对这些增量响应,每当出现一个单位增量时,敏感元件就向计数器发出一个脉冲,计数器把这些计数脉冲累加起来,并以