數(shù)字顯示儀表報告(編輯修改稿)
2024-11-12 09:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電 路 線性 化器 基準源 標度變換 數(shù)字儀表的主要技術(shù)指標 顯示位數(shù) ： 以十進制顯示被測變量值的位數(shù)成為顯示位數(shù)。能夠顯示 “0～ 9”的數(shù)字位稱為 “ 滿位 ”；僅顯示 1 或不顯示的數(shù)字位，稱為 “半位 ”或 “ 12位 ”。工業(yè)用數(shù)字溫度顯示儀表的顯示數(shù)位為 132位，可顯 1999~1999。高精度的數(shù)字顯示位數(shù)目前達到 182位。 儀表的量程 ： 儀表標稱范圍的上、下限之差的模，稱為儀表的量程。量程有效范圍上限值為滿度值。例如 XMZ—101 數(shù)字式溫度儀表，測量范圍為30~180℃ ，量程為 150℃ ，滿度值為 180℃ 。 精度 ： 目前數(shù)字式顯示儀表的精度表示法有三種：滿度的 177。а%177。n 字、讀數(shù)的177。а%177。n字、讀數(shù)的 177。а%177。滿度的 b%。系數(shù) n是顯示儀表讀數(shù)最末一位數(shù)字變化，一般 n=1。這是由于把模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量的過程中至少要產(chǎn)生 177。1 個量化單位的誤差，它和被測量無關(guān)。顯然，數(shù)字表的位數(shù)越多，這種量化所造成的相對誤差就越小。 分辨力和分辨率 ： 數(shù)字儀表的分辨力是指末位數(shù)字改變一個字所對應的被測變量的最小變化值，它表示了儀表能夠檢測到的被測變量的最小變化的能力。數(shù)字式顯示儀表在不同量程下的分辨力是不同的，通常在最低量程上具有最高的分辨力，并以此作為該儀表的分辨力指標。 輸入阻抗 ： 數(shù)字式顯示儀 表是一種高輸入阻抗的儀表，輸入阻抗可達到1012Ω。 抗干擾能力 ： 數(shù)字式顯示儀表一般用串聯(lián)干擾抑制比和共模抑制比來表征抗干擾能力的大小。 串模干擾抑制比（ SMR）為 SMR=20lg ner 式中 ne —串模干擾電壓 r—ne 所造成的最大顯示絕對誤差。 共模干擾抑制比（ CMR）為 CMR=20lg 39。ccee 式中 ce —串模干擾電壓； 39。ce —ne 所造成的最大顯示絕對誤差。 SMR和 CMR的單位是分貝，數(shù)值越大，表示數(shù)字儀表的抗干擾能力越強，一般直流電壓型數(shù)顯儀表的串模干擾抑制比為 20~60dB，共模干擾抑制比為120~160dB。 線性化問題 對于顯示儀表來說，一般希望它的刻度方程是線性，以保證在整個量程范圍內(nèi)具有恒定的靈敏度。實際上由于大多數(shù)傳感器特性非線性，測量電路 具有非線性元件或者轉(zhuǎn)換關(guān)系非線性等原因，造成儀表輸入信號與被測物理量之間存在程度不同的非線性。例如： Rt=Rt0(1+At+Bt2) 0℃ ≤t≤850℃ Rt=Rt0[1+At+Bt2+c(1100)t3] 200℃ t≤0℃ 式中 Rt—溫度為 t℃ 時鉑電阻的阻值； Rt0—溫度為 0℃ 時鉑電阻阻值； A、 B、 C—溫度系數(shù)，為常數(shù)。顯然，鉑電阻的阻值與被測溫度呈非線性關(guān)系。其它諸如熱 電偶的熱電勢和被測溫度之間，差壓變送器的差壓 △ P 和 Q 之間都不是線性關(guān)系。 對于非線性問題，在模擬顯示儀表設計中也是同樣存在的，但在模擬顯示儀表中可以通過儀表標尺的非線性刻度來解決，以便直接讀出被測參數(shù)的數(shù)值。而在數(shù)字儀表中常用的二進制或二 —十進制數(shù)碼其本身是線性遞增或遞減的。 常規(guī)數(shù)字儀表進行非線性補償，主要有兩方面的工作： 根據(jù)已知的傳感器非線性特性求得所需要的線性化器的非線性特性。 根據(jù)思索求得的線性化器的分線性特性，采用非線性補償電路來實現(xiàn)非線性補償，而對非線性曲線的處理一般都采用折線逼近法。 信號的標準化及標度變換 由檢測元件或傳感器送來的信號的標準化或標度變換是數(shù)字信號處理的一項重要任務，也是數(shù)字顯示儀表設計中必須解決的基本問題。一般情況下，由于被測量和顯示的過程參數(shù)多種多樣，因而儀表輸入信號的類型、性質(zhì)千差萬別。即使是同一種參數(shù)或物理量，由于檢測元件和裝置不同，輸入信號的性質(zhì)、電平的高低等也不相同。 HM20 壓力傳感器 壓力傳感器是工業(yè)實踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器，并廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、 油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。 力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。 1954 年 ，從此開始用硅制造壓力傳感器。早期的硅壓力傳感器是半導體應變計式的。后來在 N 型硅片上定域擴散 P型雜質(zhì)形成電阻條，并接成電橋 ,制成芯片。此芯片仍 需粘貼在彈性元件上才能敏感壓力的變化。采用這種芯片作為敏感元件的傳感器稱為擴散型壓力傳感器。這兩種傳感器都同樣采用粘片結(jié)構(gòu)，因而存在滯后和蠕變大、固有頻率低、不適于動態(tài)測量以及難于小型化和集成化、精度不高等缺點。 70 年代以來制成了周邊固定支撐的電阻和硅膜片的一體化硅杯式擴散型壓力傳感器。它不僅克服了粘片結(jié)構(gòu)的固有缺陷，而且能將電阻條、補償電路和信號調(diào)整電路集成在一塊硅片上，甚至將微型處理器與傳感器集
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