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什么是数字式显示仪表?

2013年10月29日 10:17:38来源:安徽美康仪表自动化有限公司

数字式显示仪表
    所谓数字式显示仪表,就是把与被测量(例如温度、流量、液位、压力等)成一定函数关系的连续变化的模拟量,变换为断续的数字量显示的仪表。
    数字显示仪表按输入信号的不同,可分为电压型和频率型两大类。电压型输入信号是连续的电压或电流信号;频率型仪表的输入信号,是连续可变的频率或脉冲序列信号。按使用场合不同,可分为实验室用和工业用两大类。实验室用的有数字式电压表、频率表、相位表、功率表等。工业现场用的有数字式温度表、流量表、压力表、转速表等。
    屏幕显示仪表又被称作无纸记录仪,就本质而言,它是属于数字仪表的范畴,只是在数字仪表中加入了微处理器及显示屏,因而对信息的存储以及综合处理能力大大加强,例如可对热电偶冷端温度、非线性特性以及电路零漂等进行补偿,进行数字滤波,各种运算处理,设定参数的上、下限值、报警、数据存储、通讯、传输、字、符、数以及趋势显示等。
    1.数字式显示仪表的构成
    数字式显示仪表的构成如图4-9所示。它是由前置放大器、模拟一数字信号转换器(即A/D)、非线性补偿、标庋变换以及显示装置等部分组成。由检测元件送来的信号,首先经变送器转换成电信号;由于该信号较小,通常须进行前置放大;然后进行模拟一数字信号转换,把连续输入的电信号转换成数码输出;而被测变量经过检测元件及变送器转换后的电信号与被测变量之间有时为非线性函数关系,这在模拟式仪表中可以采用非等分刻度标尺的方法很方便地加以解决,对于不同量程和单位的转换系数可以使用相应的标尺来显示,但在数字式显示仪表中,所观察到的是被测变量的数字值,因此对A/D输出的数码必须进行数字式的非线性补偿,以及各种系数的标度变换;zui后送往计数器计数并显示,同时还送往报警系统和打印机构打印出数字来,在需要时也可把数码输出,供其他计算装置等使用。此类仪表应用面较广,可与单回路数字调节器以及SPC即计算机设定值控制等配套使用,精度较高。数字式显示仪表的结构,基本组成方式如图4-10所示,但对于具体仪表来说可以各不相同。有的仪表是先线性化和标度变换,然后再进行A/D转换,这类仪表在模拟信号时已经被线性化了,因而精度只能达到0.5%~0.1%;有的仪表则是*行模拟一数字信号转换,而后作数字式线性化处理和系数的标度变换,它可组成多种变换方案,适用面较广,精度较高,其结构也较复杂;也有的仪表的A/D转换与非线性补偿同时进行,而后作系数的标度变换,这种结构简单,精度高,但只能应用于特定的非线性补偿及被测变量范围较窄的情况。总之各有利弊。

数字式显示仪表中的核心环节是模一数转换器,它将仪表分成模拟和数
字两大组成部分;而非线性补偿和系数的标度变换也是不可少的,这是数字式显示仪表应该具备的三大部分。这三部分又各有很多种类,三者相互巧妙的结合,可以组成适用于各种不同场合的数字式显示仪衷。
    2.屏幕显示仪表的构成
    屏幕显示仪表是在数字仪表的基础上增加了微处理器(CPU)、存储器(RAM是读写存储器,EPROM、EEPROM是可擦式只读存储器)、显示屏以及与之配套的一些辅助设备等. 多路切换开关可把多路输入信号,按一定时间间隔进行切换,输入仪表内,以实现多点显示;前置放大器和A/D转换是把输入的微小信号进行放大,而后转变为断续的数字量;CPU的作用则是对输入的数字量信号,进行仪表各种功能所需的处理,诸如非线性补偿、标度变换、零点校正、满度设定、上下限报警、故障诊断、数据传输控制等;只读存储器是存放一些预先设置的使仪表实现各种功能的固定程序;其中EPROM需离线光擦除后写入,EEPROM可在线电擦除后写入;读写存储器RAM是用于存储各种输入、输出数据以及中间计算结果等,它必须带自备电池,否则一旦断电,所有贮存数据将全部丢失。键盘为输入设备,打印机、显示屏为输出设备。
    目前的虚拟仪表和集散控制系统的显示部分都可以看做是屏幕显示仪表。

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