【正文】 l oK f+ M o△ PiF i F 1M fF fI oSF o△內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 6 圖 29 杠桿系統(tǒng)受力圖 在差壓變送器的放大系數(shù) (k1k2)和反饋系數(shù)和 (lfKf)的乘積足夠大的情況下，當(dāng)變送器處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，將滿足力矩平衡關(guān)系，即： Mi+M0≈ Mf Ml— 被測(cè)差壓信號(hào)△ Pl產(chǎn)生的輸入力矩 。 M。 — 調(diào)零彈簧產(chǎn)生的力矩 。 Mf— 輸出電流 I。產(chǎn)生的反饋力矩。 由圖 29 可知，各項(xiàng)力矩為 ?t a n231 ii pAlllM ?? 000 lFM? (23) 0IlKM fff ? 將式 (23)代人式 (24)，可求得變送器輸出與輸人之間的關(guān)系為 00002310 tan FKl lpKFKl lpKll AllI ffipffiff ?????? ? （ 24） 式中 Kp— 比例系數(shù)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 7 式 (24)表明以下幾點(diǎn) : ?pKffKllAll231 tan? (l)在滿足深度負(fù)反饋的條件下，變送器輸出與輸人間的關(guān)系取決于測(cè)量部分和反饋部分的特性，當(dāng)儀表結(jié)構(gòu)尺寸確定后，輸出電流 I。與輸入差壓△ Pi成比例關(guān)系。 (2)式（ 24）中， (l0/lfKf)F0一項(xiàng)用以確定變送器輸出電流的起始值。對(duì)Ⅲ型變送器而言，該項(xiàng)使輸出為 4mA。改變調(diào)零彈簧作用力 F?？烧{(diào)整變送器的零點(diǎn)。 (3)比例系數(shù) Kp中的 tan? 和 Kf兩項(xiàng)可變，故調(diào)整變送器的量程可通過改變矢量角和電磁結(jié)構(gòu)常數(shù)來實(shí)現(xiàn)。 (4)由式 (24)可知，改變量程會(huì)影響變送器的零點(diǎn)，而調(diào)整零點(diǎn)又對(duì)變送器的滿度值有影響，故在力平衡差壓變送器調(diào)校時(shí)，零點(diǎn)和滿度值應(yīng)反復(fù)調(diào)整。 (1)測(cè)量部分 測(cè)量部分的作用是將被測(cè)差壓信號(hào)△ Pi轉(zhuǎn)換成輸 人力 Fi，它由高、低壓室及膜盒、軸封膜片等部分組成。膜盒是完成轉(zhuǎn)換功能的主要部件，它的結(jié)構(gòu)如圖 15所示。 當(dāng)被測(cè)差壓作用于膜盒兩側(cè)時(shí)，膜片 2 和硬芯 3 同時(shí)向右移動(dòng)，迫使膜盒內(nèi)充灌 的硅油沿孔向右移動(dòng)，并在連接片 6上產(chǎn)生集中力 (輸人力 )Fi。當(dāng)△ Pi逐漸加大，超過額定差壓時(shí)，膜片與機(jī)座接觸，兩者波紋完全吻合，起到單向過載保護(hù)作用。 膜盒采用雙膜片結(jié)構(gòu)，可減小溫度的影響。由于環(huán)境溫度變化時(shí)，每個(gè)膜片的有效面積和剛度都在變化，使用匹配成對(duì)的膜片，其變化大小相同、方向相反，故可相互補(bǔ)償。膜盒內(nèi)的硅油熱膨脹系數(shù)較小、 凝固點(diǎn)低以及不可壓縮的特性，使膜盒具有良好的溫度性能和耐壓性能。此外，硅油還起阻尼作用，可提高整機(jī)的穩(wěn)定性。 (2)杠桿系統(tǒng) 杠桿系統(tǒng)是差壓變送器中的機(jī)械傳動(dòng)和力矩平衡部分，它的作用是把輸人力 Fi所產(chǎn)生的力矩與電磁反饋力 Ff所產(chǎn)生的勺矩進(jìn)行比較，然后轉(zhuǎn)換成檢測(cè)片的位移。該系統(tǒng)包括主、副杠桿及調(diào)零和零點(diǎn)遷移機(jī)構(gòu)、撲壓調(diào)整和過載保護(hù)裝置、平衡錘以及矢量機(jī)構(gòu)，參見圖 22。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 8 圖 22 膜盒結(jié)構(gòu) ①調(diào)零和零點(diǎn)遷移機(jī)構(gòu)如前所述，變送器的零點(diǎn)由調(diào)零彈簧來訓(xùn)整。零點(diǎn)遷移則通過 調(diào)節(jié)遷移彈簧來實(shí)現(xiàn)的，遷移彈簧對(duì)主杠桿施加一遷移力 F0，此時(shí)變送器輸人與輸出間的關(guān)系仍可用前述的推導(dǎo)方法算得。設(shè) F0到主杠桿支點(diǎn)的距離為 l0則有 ?0I 0020013 t a n)F( FKl lKll lpAllffffi ??? ?， = ??? )(010 ， FAllpK ip 00 FKll ff （ 21） 式（ 21）中各符號(hào)意義已在工作原理部分說明。因遷移力 F0 的作用方向 可變， 即可通過壓縮或拉伸遷移彈簧，使其值為正或?yàn)樨?fù)，故式中遷移項(xiàng) ,01,0 FAll之前有正負(fù)號(hào)。由式 (21)可知，只要改變遷移力的大小和方向，變送器便可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)正向或負(fù)向遷移。 在對(duì)變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移時(shí)應(yīng)注意，遷移后被測(cè)差壓的上限不能超過該表所規(guī)定的上限值，遷移后的量程范圍也不得小于該表的最小量程。 順便指出，在有些變送器中，遷移彈簧和調(diào)零彈簧是同一根，因?yàn)檫w移和調(diào)零都是使變送器輸出的起始值與測(cè)量起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，只不過零點(diǎn)調(diào)整量通常較小。而零點(diǎn)遷移量則比 較大。 ②靜壓調(diào)整和過載保護(hù)裝置 這兩個(gè)裝置可用圖 23 來說明。 靜壓調(diào)整裝置 [見圖 23(a)]用以克服變送器的靜壓誤差。靜壓誤差是指被測(cè)介質(zhì)靜壓力的作用而產(chǎn)生的一項(xiàng)附加誤差。它具體表現(xiàn)在 :當(dāng)測(cè)量部分膜盒兩側(cè)同時(shí)受到靜壓力的作用而無差壓時(shí)，變送器的輸出并非為與零點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的起始值。由于此項(xiàng)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 9 附加誤差的存在，變送器在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，即使輸人差壓沒有變化，但靜壓的波動(dòng)也會(huì)使儀表的輸出發(fā)生變化，這就增大了測(cè)量誤差。因此靜壓誤差必須調(diào)整在一定范圍之內(nèi)。 產(chǎn)生靜壓誤差的主要原因是，膜盒兩側(cè)的膜片有效面積不等以及主扛桿、拉 條等裝配不正，這會(huì)使靜壓力產(chǎn)生一個(gè)附加力矩見圖 23(b)，從而使儀表的零點(diǎn)發(fā)生變化，造成附加誤差。為了消除這一誤差，在主杠桿上方轉(zhuǎn)動(dòng)靜壓調(diào)整螺釘 8 可改變拉條和主杠桿的相對(duì)位置見圖 23(b)。因拉條和主杠桿的支點(diǎn) D 和 H 分別在不同的高度，故當(dāng)靜壓力 P向上作用時(shí)， p 分解為兩個(gè)分力 P1和 P2。 圖 23 靜壓調(diào)整、過載保護(hù)裝置 P2被拉條所平衡， P1則對(duì)杠桿產(chǎn)生一轉(zhuǎn)動(dòng)力矩而造成零點(diǎn)變化。因此順時(shí)針 (零點(diǎn)增加 )或逆時(shí)針 (零點(diǎn)減小 )轉(zhuǎn)動(dòng)靜壓調(diào)整螺釘 8可克服靜壓誤差。 過載保護(hù)裝置參照?qǐng)D 23（ c)。當(dāng)測(cè)量力 F1過大時(shí)，反向力 F 反 也相應(yīng)加大，兩力大到一定程度時(shí)，過載保護(hù)簧片 5將彎曲變形而脫離主杠桿 4。 F1再增大時(shí)，只加大彈簧片的變形，而矢量頂桿 9承受的力不會(huì)再增加，從而起到了過載保護(hù)的作用。 ③平衡錘，在副杠桿上方裝有平衡錘 10，使副杠汗的質(zhì)心和其支點(diǎn)材重合，從而提高了儀表的耐沖擊、耐振動(dòng)性能，而且在儀表不垂直安裝時(shí)，也不影響精度。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 10 圖 24 矢量機(jī)構(gòu) ④矢量機(jī)構(gòu) 矢量機(jī)構(gòu)如圖 24(a)所示，它由矢量板和推板組成一由主杠桿傳來的推力 F1被分解為兩個(gè)分力 F2和 F3， F3順 著矢量板方向，被矢量板固定芝點(diǎn)的反作用力所平衡，它不起作用。 F2垂直向上，它作用于副杠桿，使其做逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)。 由圖 24(b)的力分析矢量圖可知， F2 = F1tan? ，如前所述，改變 tan? ，可改變差壓變送器的量程，這可通過調(diào)節(jié)量程調(diào)整螺釘改變矢量角口的大小來實(shí)現(xiàn)。由于矢量角 ? 在 4。 一 15。 范圍內(nèi)變化，故僅用矢量機(jī)構(gòu)調(diào)整量程時(shí)的量程比為 00tan15 4 ? (3)電磁反饋機(jī)構(gòu) 電磁反饋機(jī)構(gòu)的作用是將輸出電流 I。轉(zhuǎn)換成電磁反饋力 Ff，此力作用于副杠桿上，產(chǎn)生反饋一力矩 Mf，以便和測(cè)量部分產(chǎn)生的輸人力知 Mi 相平衡。該機(jī)構(gòu)由反饋動(dòng)圈 導(dǎo)磁體 永久磁鋼 3組