化工儀表自動化顯示儀表初探

沙慶大慶油田天然氣分公司

化工儀表自動化顯示儀表初探

沙慶
大慶油田天然氣分公司

摘要：顯示儀表分類，自動電位差計測量原理、測量橋路，自動平衡電橋的原理，數字式顯示儀表和微機化顯示儀表的原理、組成。顯示儀表，通常稱為二次儀表，把現場的檢測儀表（一次儀表）位于現場最前端檢測信號的，信號在室內還原為工程信號。專門用于顯示、記錄、報警的儀表。

關鍵詞：化工儀表；自動化；現實儀表

一、顯示儀表簡介

顯示儀表，通常稱為二次儀表，對關鍵參數可以在一定的時間范圍內進行記錄，可以在以后可以進行觀察曲線等記錄。

按顯示分，顯示儀表有：模擬式、數字式和圖像顯示。

模擬式顯示儀表：是指儀表指針（或者記錄筆）的線性位移或角位移來顯示被測參數的連續變化的儀表。由于使用了磁電偏轉或點擊等元件，故顯示反應較慢，精度較低；但結構簡單價格低，同時易看出參數變化趨勢，因此應用相當廣泛。

注意：使用了帶機械結構的元件，從內部的信號傳遞的角度來講，它的內部的所有的信號的傳遞都是模擬的，連續的不間斷的信號。這種儀表使用磁電偏轉或者電機等的機械的元件，顯示精度低，反應比較慢，好處是指針偏轉的話容易看出偏轉的趨勢。

數字式顯示儀表：直接以數字方式顯示參數值，（工程量說100.51這樣的就是，非常的清楚，不存在讀數的誤差，顯示多少讀出就是多少。）從內在上講，純粹的電路構成這種儀表，數字信號，是一種斷續的信號，它反應快，精度較高，讀數直觀（帶單位），還可以在普通數字式顯示儀表基礎上開發帶有單片機的智能式顯示儀表，以實現參數運算、多參數切換和巡回顯示，并已于與計算機連接。此種儀表發展迅速。比如無紙記錄儀，多參數顯示儀等等。

圖像顯示則是利用屏幕或CRT直接顯示流程及相關參數和符號，同時還可顯示參數的變化趨勢，這種顯示方式正好配合了當前的計算機控制系統，使得參數顯示更加直觀。

注意：可以存儲和打印曲線，純粹利用計算機，嚴格上講不能叫儀表了，是一種顯示技術而已，利用計算機的技術可以顯示流程，圖形，相關符號。可以畫上設備的圖形，對應的地方和參數同時顯示，該顯示溫度的地方顯示溫度，該顯示流量的地方顯示流量，還可以利用計算機記錄存儲打印曲線，成本上可能還比單個儀表的成本還底。是一種技術，不太合適叫他儀表。是一種非常優秀的顯示方式。

二、自動電子電位差計

基本原理

平衡法：將未知電勢Ex與已知電勢視相比較，檢流計指令時，表示未知電勢與已知電勢相等，由已知電勢知未知電勢。

自動電位差計

自動工作是如何替代手動工作的

注意：手動電位差計：手動標定工作電流，E，可能經過一定時間電池電壓變了，不穩定。我們可以利用穩壓電源代替他，回路的電壓不變回路的電流不會改變；

注意：經常檢查檢流計G，檢流計的使用目的是比較兩個信號是不是相等，用放大器代替，放大器的輸入是差動輸入，把兩個差動的輸入進行相減，為0，是一個不動的值，如果差值不為零則進行動作。

注意：使用可逆電機：移動臂來移動滑動變阻器的調節觸點，代替手動滑動觸點。

用放大器替代檢流計，Ex與U比較的差值，經放大器放大后驅動可逆電機，可逆電機經傳動機構代替了手動調節觸點的位置，知道Ex=U，即C點對應于t點溫度下的熱電偶產生的電勢值。

如圖所示：可逆電機可以正傳，可以反轉，可以停止不轉。黑色的圖，有實際利用價值的電路，包含了橋路，電壓使用的穩壓源來做的，回路的工作電流保證穩定，第二個使用放大器的輸入代替檢流計，放大器的輸出使用線圈控制電機的轉動。比較放大器兩端的輸入信號，如果信號不相等的時候控制電機轉動，如果兩個輸入信號相等，則放大器沒有輸出的。

注意：工藝電阻是對滑線電阻的幫助，滑線電阻的制作可能不是那么精確，可以通過工藝電阻補償一下。測量橋路處于平衡狀態時，待測電勢與橋路輸出電勢相等：

如果吧R2做成補償電阻如何呢？補償電橋的方法熱電偶冷端的自動補償，可以結合前面講過的電路進行理解。R2是一個銅電阻可變電阻，利用平衡，吧R2電阻替換成補償電阻即可。

整機機構成框圖

熱電偶來的毫伏信號或者4～20mA的信號。進入橋路，測量電路（橋路），輸出輸入給放大器，平衡電機可以驅動測量電路，改變滑線電阻，同時帶動了指針的指示位置，指針的是指位置和滑線電阻的位置是相對應的。記錄機構，有刻度有指針，下端指針使用記錄筆，可以在記錄紙上移動，并記錄，留下曲線，正好是隨著指示機構的變化而變化。

校驗：校驗帶有溫度補償電阻（R2）的自動電位差計時，應將各校驗點電勢減去校驗溫度下的電勢后在送入，即送入E(t，t0)，原因是R2，已經補償。注意：直接帶有溫度補償的，可以自動補償熱電勢的變化，現在刻度時0～1000℃，假設要校驗500℃的溫度，實際熱電偶不能可能給他一個500℃溫度，是熱電偶產生實際的熱電勢，由于有補償作用，可以模擬，比如室溫20℃，由于20℃已經有補償電阻補償了，只能使用，不能使用，t0=20℃。20℃已經由補償電阻補償過了。

參加文獻：

[1]馬英杰,孫緒軍,李裕茂.關于化工自動化儀表的檢修與維護的探討[J].山東工業技術.2014(21)

[2]王成元.化工生產中自動化儀表的控制研究[J].現代工業經濟和信息化.2015(01)

[3]王雪梅.化工企業中自動化儀表的設計與施工研究[J].民營科技.2015(08)

[4]靳韻琛.淺論化工自動化儀表存在的問題及對策[J].機電信息.2014(15)

[5]吳陽,張寶寶.淺談化工自動化儀表的檢修與維護[J].科技與企業.2013(04)

[6]劉曉軍.化工企業自動化儀表工程質量影響因素及其控制[J].中國石油和化工標準與質量.2013(04)