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化工顯示儀表與各種傳感器、電流變送器、溫度變送器dengbiansongqipeitaohou,keyonglaixianshibutongdecanshu。danshi,xianshiyibiaozaishiyouhehuagonglingyudeguangfanyingyongzhonghuoshiyanxianchangshiyongshidetiaojianchangchangshihenfuzade,zhouweicunzaidaliangqiangjiaobiancichang、電場、振動、熱噪聲、強輻射、溫度效應、動力電源等,都有可能影響檢測數據的正確采集和生產過程的自動控製而成為幹擾源。
一、數字式顯示儀表的原理及組成概況
數字顯示儀表一般是由模數轉換、非線性補償及標度變換三大部分組成。它是以電信號為輸入量,直接用數字顯示被測量。實現數字顯示的關鍵是通過A/D轉(zhuan)換(huan)裝(zhuang)置(zhi)把(ba)連(lian)續(xu)變(bian)化(hua)的(de)模(mo)擬(ni)量(liang)變(bian)換(huan)成(cheng)斷(duan)續(xu)的(de)數(shu)字(zi)量(liang)。在(zai)生(sheng)產(chan)中(zhong)要(yao)求(qiu)顯(xian)示(shi)儀(yi)表(biao)反(fan)映(ying)的(de)顯(xian)示(shi)值(zhi)是(shi)被(bei)測(ce)參(can)數(shu)的(de)函(han)數(shu),並(bing)且(qie)要(yao)求(qiu)能(neng)自(zi)動(dong)地(di)補(bu)償(chang)其(qi)它(ta)幹(gan)擾(rao)因(yin)素(su),這(zhe)些(xie)函(han)數(shu)關(guan)係(xi)有(you)些(xie)是(shi)線(xian)性(xing)的(de),但(dan)多(duo)數(shu)是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)。為(wei)了(le)將(jiang)被(bei)測(ce)參(can)數(shu)能(neng)以(yi)絕(jue)對(dui)值(zhi)的(de)形(xing)式(shi)顯(xian)示(shi)出(chu)來(lai),對(dui)於(yu)顯(xian)示(shi)儀(yi)表(biao),需(xu)要(yao)將(jiang)被(bei)測(ce)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)一(yi)些(xie)必(bi)要(yao)的(de)運(yun)算(suan)、處理及非線性補償,同時補償其它參數對被測參數的影響。在A/D轉換中,采用一定的計量單位使連續變化的模擬量整量化,得到近似的斷續的數字量。計量單位越小整量化的誤差也就越小,A/D 轉換裝置的頻率響應、前置放大的穩定性等也越高,數字量就越接近於連續量本身的值。這一過程是通過雙積分型、電壓頻率轉換型、脈衝寬度調製型及逐次比較電壓反饋編碼型等A/D轉zhuan換huan器qi來lai實shi現xian的de。非fei線xian性xing補bu償chang或huo標biao度du變bian換huan是shi對dui檢jian測ce來lai的de信xin號hao進jin行xing必bi要yao的de運yun算suan,使shi數shu字zi式shi顯xian示shi儀yi表biao能neng以yi被bei測ce參can數shu的de直zhi接jie數shu字zi表biao達da出chu來lai。模mo擬ni式shi非fei線xian性xing補bu償chang通tong過guo改gai變bian運yun算suan放fang大da器qi的de放fang大da倍bei數shu來lai補bu償chang不bu同tong範fan圍wei的de輸shu入ru電dian壓ya,而er數shu字zi式shi非fei線xian性xing補bu償chang則ze是shi先xian把ba被bei測ce參can數shu的de模mo擬ni量liang經jing過guoA/D轉換成數字量後再進入非線性補償環節,具有精度高、通用性強的優點,隨著電子數字計算機的發展,標度變換及非線性補償任務由計算機來完成。
二、顯示儀表應用中的抗幹擾措施
幹擾的產生
生產中,被測參數往往被轉換成微弱的低電平電壓信號,並通過長距離(有時長達數百米甚至更遠)傳輸到顯示儀表,由於顯示儀表應用環境的複雜性(周圍存在大量強交變磁場、電場、振動、熱噪聲、強輻射、溫度效應、動力電源等),使得電氣幹擾也加到顯示儀表的輸入端,加上儀表內部的電源變壓器、繼電器、開關以及電源線等幹擾源,給測量帶來影響。當有較大擾動出現時(檢測信號的幹擾主要有強磁場和電場:當幹擾源為低電壓大電流時,則幹擾源主要是磁場;當幹擾源為高電壓小電流時,則幹擾源附近主要是電場),常通過下麵一些方式(如串模幹擾、共模幹擾等)疊加到信號線上,進入儀表。
1.電磁感應(指磁的耦合)
在大功率變壓器、交流電機、強電流電網等的周圍空間都存在很強的交變磁場,而控製係統(檢測、變送、轉換、調節、計算、執行、輔助、顯示等單元)線路形成的閉合回路處在這種變化的磁場中將被感應出電勢,使信號源與儀器儀表之間的連接導線、yibiaoneibudepeixiantongguociouhezaidianluzhongxingchengganrao。zhezhongdianciganyingdianshiyuyouyongxinhaoxiangchuanlian,dangxinhaoyuanyuxianshiyibiaoxiangjujiaoyuanshi,ganraojiaoweituchu。ciwai,gaopinlvfashengqi、帶整流子的電機等設備,也會產生高頻率的幹擾。
2.靜電感應(指電的耦合)
靜(jing)電(dian)感(gan)應(ying)是(shi)兩(liang)電(dian)場(chang)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)結(jie)果(guo)。在(zai)相(xiang)對(dui)的(de)兩(liang)根(gen)導(dao)線(xian)中(zhong),如(ru)其(qi)一(yi)的(de)電(dian)位(wei)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),則(ze)由(you)於(yu)導(dao)線(xian)間(jian)的(de)電(dian)容(rong)變(bian)化(hua)使(shi)得(de)另(ling)一(yi)導(dao)線(xian)的(de)電(dian)位(wei)也(ye)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),幹(gan)擾(rao)源(yuan)以(yi)電(dian)容(rong)性(xing)的(de)耦(ou)合(he)在(zai)回(hui)路(lu)中(zhong)形(xing)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。
3.附加熱電勢和化學電勢
由於不同金屬產生的熱電勢以及金屬腐蝕等產生的化學電勢,在電路回路中形成直流電氣幹擾。
4.振動。
在強振動的環境中,導線由於在磁場中處於運動狀態而產生感應電勢,此幹擾與信號相串聯,以串模幹擾形式進入儀器儀表。
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