數(shù)字顯示儀表報(bào)告(編輯修改稿)
2024-11-12 09:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電 路 線性 化器 基準(zhǔn)源 標(biāo)度變換 數(shù)字儀表的主要技術(shù)指標(biāo) 顯示位數(shù) ： 以十進(jìn)制顯示被測(cè)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(dá)到 182位。 儀表的量程 ： 儀表標(biāo)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(cè)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(guò)程中至少要產(chǎn)生 177。1 個(gè)量化單位的誤差，它和被測(cè)量無(wú)關(guān)。顯然，數(shù)字表的位數(shù)越多，這種量化所造成的相對(duì)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(gè)字所對(duì)應(yīng)的被測(cè)變量的最小變化值，它表示了儀表能夠檢測(cè)到的被測(cè)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(biāo)。 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(dá)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(lái)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(duì)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(duì)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(qiáng)，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(wèn)題 對(duì)于顯示儀表來(lái)說(shuō)，一般希望它的刻度方程是線性，以保證在整個(gè)量程范圍內(nèi)具有恒定的靈敏度。實(shí)際上由于大多數(shù)傳感器特性非線性，測(cè)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(hào)與被測(cè)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(shí)鉑電阻的阻值； Rt0—溫度為 0℃ 時(shí)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(cè)溫度呈非線性關(guān)系。其它諸如熱 電偶的熱電勢(shì)和被測(cè)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(duì)于非線性問(wèn)題，在模擬顯示儀表設(shè)計(jì)中也是同樣存在的，但在模擬顯示儀表中可以通過(guò)儀表標(biāo)尺的非線性刻度來(lái)解決，以便直接讀出被測(cè)參數(shù)的數(shù)值。而在數(shù)字儀表中常用的二進(jìn)制或二 —十進(jìn)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(jìn)行非線性補(bǔ)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(bǔ)償電路來(lái)實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償，而對(duì)非線性曲線的處理一般都采用折線逼近法。 信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)度變換 由檢測(cè)元件或傳感器送來(lái)的信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化或標(biāo)度變換是數(shù)字信號(hào)處理的一項(xiàng)重要任務(wù)，也是數(shù)字顯示儀表設(shè)計(jì)中必須解決的基本問(wèn)題。一般情況下，由于被測(cè)量和顯示的過(guò)程參數(shù)多種多樣，因而儀表輸入信號(hào)的類型、性質(zhì)千差萬(wàn)別。即使是同一種參數(shù)或物理量，由于檢測(cè)元件和裝置不同，輸入信號(hào)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(shí)踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器，并廣泛應(yīng)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(jī)床、管道等眾多行業(yè)。 力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)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(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)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(kāi)始用硅制造壓力傳感器。早期的硅壓力傳感器是半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)式的。后來(lái)在 N 型硅片上定域擴(kuò)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(kuò)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(dòng)態(tài)測(cè)量以及難于小型化和集成化、精度不高等缺點(diǎn)。 70 年代以來(lái)制成了周邊固定支撐的電阻和硅膜片的一體化硅杯式擴(kuò)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(bǔ)償電路和信號(hào)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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