因為溫度變(biàn)送器(qì)是zui常(cháng)用(yòng)的工(gōng)業(yè)自(zì)動(dòng)化儀表之一(yī)，下(xià)麵(miàn)討論一個(gè)實際的(dí)例子(zǐ)。DDZ-Ⅲ型儀表的一種熱電偶溫(wēn)度變送器(qì)的簡化綫(xiàn)路(lù)圖。其(qí)基本結構(gòu)就(jiù)是按圖1-12的原則(zé)安排的(dí)。

圖(tú)1-14中，熱(rè)電動勢(shì)E與銅(tóng)電阻Rcu上的冷端溫度(dù)補償(cháng)電(diàn)動勢相(xiāng)加(jiā)後，送至(zhì)運算放(fàng)大器(qì)IC>的同(tóng)相輸入端。ICy的(dí)反相(xiāng)輸入端(duān)則(zé)接(jiē)受電位器RPp上的(dí)零點(diǎn)遷(qiān)移電壓(yā)及反(fǎn)饋電壓(yā)V4，這(zhè)兩(liǎng)個電壓(yā)在(zài)量(liáng)程(chéng)電(diàn)位器RP上疊(dié)加(jiā)，改(gǎi)變RPz觸點的位(wèi)置(zhì)可(kě)以改變反饋電壓的(dí)分(fēn)壓比，即(jí)改變(biàn)反(fǎn)饋(kuì)強(qiáng)度(dù)，因而改(gǎi)變(biàn)整個變送(sòng)器的量程(chéng)。不(bù)過在這(zhè)個(gè)電(diàn)路中，當改(gǎi)變RPz觸(chù)點(diǎn)位(wèi)置(zhì)時，也(yě)同(tóng)時改變(biàn)著零點遷(qiān)移電(diàn)壓的(dí)分(fēn)壓比(bǐ)。因此在改變量(liáng)程時，零(líng)點會被(bèi)牽連(lián)變化，使(shǐ)用時(shí)必須過細到這—特(tè)點。

圖：DDZ-Ⅲ型(xíng)熱(rè)電偶溫度變送器的簡(jiǎn)化(huà)綫路(lù)圖

放大器(qì)ICz是(shì)一(yī)個低漂(piāo)移(yí)高(gāo)增(zēng)益(yì)運(yùn)算(suàn)放大器，它根據(jù)加(jiā)在(zài)同相端和反相(xiāng)端(duān)兩(liǎng)個(gè)輸入電(diàn)壓之(zhī)差工(gōng)作(zuò)。為(wéi)了方(fāng)便(biàn)，將這(zhè)部分(fēn)電(diàn)路單獨(dú)畫出如(rú)圖1-15所示(shì)。當熱電(diàn)動勢E增(zēng)大時，ICz輸(shū)出正電壓(yā)，經復合(hé)管VTR1，VT構(gòu)成(chéng)的(dí)電壓(yā)-電(diàn)流轉(zhuǎn)換(huàn)器，轉化(huà)為恒(héng)流(liú)輸出h。這個電(diàn)流(liú)在(zài)方波電(diàn)源的作(zuò)用下，交替(tì)地通過輸(shū)出變壓器T的兩(liǎng)個(gè)原(yuán)邊(biān)繞組，在(zài)副邊繞組中感(gǎn)應出與/大小成正(zhèng)比(bǐ)的交變(biàn)電流(liú)。此(cǐ)電(diàn)流經整流濾(lǜ)波(bō)，即(jí)為變(biàn)送器的(dí)直(zhí)流輸出電流(liú)。

熱(rè)電偶(ǒu)溫(wēn)度(dù)變(biàn)送(sòng)器(qì)的(dí)設(shè)計(jì)綫路(lù)

這裏(lǐ)使用復(fù)合管VTa1，VT的(dí)目的是提(tí)高功(gōng)率放大(dà)級的(dí)輸(shū)入阻(zǔ)抗，減少(shǎo)運(yùn)算放大(dà)器lCp的(dí)功耗(hào)，從而(ér)降低其溫度漂移(yí)。輸(shū)出端(duān)穩(wěn)壓管VD-zo的作(zuò)用在於，當電(diàn)流(liú)輸(shū)出回路斷綫時(shí)，輸出(chū)電流(liú)/仍可通過穩(wěn)壓(yā)管形成回路，保(bǎo)證電壓(yā)輸(shū)出信號(hào)不受(shòu)影(yǐng)響(xiǎng)。

圖(tú)：熱(rè)電(diàn)偶(ǒu)溫度(dù)變送(sòng)器的(dí)功率放大(dà)及輸出(chū)電(diàn)路

圖1-14變送器(qì)的反饋回路(lù)是(shì)由(yóu)電(diàn)流互(hù)感(gǎn)器T，整流濾(lǜ)波電(diàn)路(lù)，以(yǐ)及(jí)由(yóu)運算放大器IC;構成的非(fēi)綫(xiàn)性函(hán)數電(diàn)路(lù)組(zǔ)成的(dí)。由於(yú)輸出變壓器(qì)T。的副(fù)邊(biān)電流是(shì)正負對稱的交變電(diàn)流(liú)，串入(rù)一個電流互感器(qì)T便可以實(shí)現(xiàn)隔離反饋。T+的副(fù)邊(biān)電(diàn)流經檢(jiǎn)波濾波(bō)，在，C上(shàng)可(kě)得到與輸出(chū)電(diàn)流l成(chéng)正比(bǐ)的直(zhí)流反饋(kuì)電(diàn)壓V;，該(gāi)電壓經(jīng)運(yùn)算放大(dà)器IC┐和多段(duàn)二極管折綫逼近電(diàn)路組(zǔ)成(chéng)的非綫(xiàn)性變換電路(lù)轉(zhuǎn)換為電壓V後，反(fǎn)饋到(dào)運算(suàn)放(fàng)大器ICz的(dí)反(fǎn)相(xiāng)輸(shū)入(rù)端(duān)，實現(xiàn)對(duì)熱電偶特性(xìng)的(dí)綫(xiàn)性化(huà)修(xiū)正(zhèng)。關於非綫(xiàn)性變換(huàn)電(diàn)路的(dí)細致(zhì)結構(gòu)，此處不(bù)再詳述(shù)。

圖1-14變送(sòng)器的(dí)電源(yuán)是由(yóu)+24V直流電源(yuán)供給(gěi)的。為了提高變(biàn)送器(qì)的(dí)抗(kàng)共模(mó)幹擾(rǎo)能(néng)力和有利(lì)於安全(quán)防爆(bào)，放大器需要(yào)在(zài)電(diàn)路上與電(diàn)源(yuán)隔(gé)離。為(wéi)此(cǐ)，+24V直流(liú)電源不直(zhí)接(jiē)與(yǔ)放大電路相連(lián)，需經直(zhí)流(liú)-交流-直流變換(huàn)，即先用振蕩(dàng)器把直流電源變(biàn)為交流，然後通過變壓(yā)器(qì)T,，以(yǐ)交變(biàn)磁通將(jiāng)能量傳遞(dì)給副邊(biān)繞組(zǔ)。zui後(hòu)，將副(fù)邊(biān)繞組上(shàng)的交流電壓整(zhěng)流，濾波，穩(wěn)壓(yā)，獲(huò)得±9V的(dí)直流電壓供給運(yùn)算(suàn)放(fàng)大器。

zui後(hòu)，討(tǎo)論一(yī)下這個(gè)變(biàn)送器(qì)采(cǎi)取的安(ān)全(quán)防(fáng)爆措施。我(wǒ)們知道，很多化工(gōng)及(jí)石油(yóu)生產場(cháng)所，常存在(zài)易燃易(yì)爆(bào)的(dí)氣體或(huò)介(jiè)質(zhì)。在使(shǐ)用(yòng)電(diàn)動儀表時，如(rú)果不(bù)采取措施，在電路接(jiē)通(tōng)，斷(duàn)開(kāi)或事故狀(zhuàng)態(tài)時，難(nán)免發(fā)生火(huǒ)花(huā)，引起(qǐ)爆炸(zhà)或(huò)火(huǒ)災(zāi)。因(yīn)此，用(yòng)於這些易燃易(yì)爆場(cháng)所(suǒ)的(dí)電動儀(yí)表，必須在結構上或電(diàn)路上(shàng)采(cǎi)取(qǔ)安全(quán)措施，例(lì)如，在DDZ—Ⅰ和(hé)DDZ—Ⅱ型電(diàn)動(dòng)單元組合(hé)儀表(biǎo)中(zhōng)常(cháng)在(zài)結(jié)構(gòu)上采取(qǔ)隔爆(bào)措施，使(shǐ)儀表內(nèi)可能產生的火(huǒ)花(huā)和外界(jiè)的易(yì)燃易爆氣體相隔(gé)離，以實(shí)現(xiàn)防(fáng)爆。在DDZ—Ⅲ型儀(yí)表(biǎo)中(zhōng)，采(cǎi)取(qǔ)的(dí)是(shì)安(ān)全(quán)火花防爆(bào)措施。它(tā)把儀表(biǎo)分(fēn)為控(kòng)製(zhì)室和現場安裝(zhuāng)兩類，將(jiāng)強(qiáng)電(diàn)部分(fēn)安裝(zhuāng)於離危險場所較(jiào)遠的控製室(shì)中，而對安(ān)裝(zhuāng)在危險場所的檢(jiǎn)測(cè)儀表及(jí)執(zhí)行器，一方(fāng)麵在綫(xiàn)路設計上(shàng)對其自身能量(liáng)進(jìn)行限(xiàn)製，另一(yī)方(fāng)麵使用(yòng)專(zhuān)門(mén)的安(ān)全保護(hù)電路(lù)，嚴格防(fáng)止外(wài)界非安(ān)***量(liáng)的竄(cuàn)入，從而保證(zhèng)那(nà)些(xiē)電(diàn)路(lù)在(zài)任何(hé)事(shì)故狀況下(xià)，隻可能(néng)發生(shēng)“安全”的火花(huā)，即這些火花能(néng)量很小(xiǎo)，決不(bù)會導致(zhì)燃燒或(huò)爆(bào)炸(zhà)。這種(zhǒng)安全(quán)火(huǒ)花(huā)的(dí)概念是(shì)從(cóng)實(shí)踐中總結出來(lái)的(dí)。大(dà)量的實踐表明(míng)，即(jí)使在易(yì)燃易(yì)爆氣體(tǐ)中，也(yě)不是任何(hé)火(huǒ)花(huā)都會引起燃燒和爆炸的(dí)。隻有在火(huǒ)花能量足以在(zài)某一(yī)點引起強烈(liè)的(dí)化(huà)學反應，形成(chéng)燃燒並(bìng)產生(shēng)連鎖反應時(shí)，才(cái)會形成爆炸(zhà)事(shì)故(gù)。例(lì)如，對zui易爆(bào)炸的(dí)氫(qīng)，乙(yǐ)炔，水(shuǐ)煤(méi)氣等(děng)氣(qì)體，實(shí)驗證明，在(zài)30V的電(diàn)壓下(xià)，對純電(diàn)阻性電(diàn)路，電流隻要小(xiǎo)於(yú)70mA，便不會(huì)發(fā)生爆(bào)炸。

圖(tú)1-14所示的(dí)DDZ-Ⅲ型(xíng)溫度變送器是控製室安裝(zhuāng)儀表，屬於安全火(huǒ)花(huā)型防(fáng)爆儀(yí)表(biǎo)，在(zài)綫路(lù)上(shàng)采取了(liǎo)如下安全防(fáng)爆(bào)措(cuò)施(shī):

在熱電(diàn)偶輸入(rù)端設穩(wěn)壓二極管VDzi，VDzip及限流電阻(zǔ)R，Rp以(yǐ)防(fáng)止儀表的高能量傳遞到生產(chǎn)現(xiàn)場(cháng)。

②變(biàn)送器(qì)的(dí)輸入(rù)端與輸(shū)出(chū)及電源回路(lù)之(zhī)間通(tōng)過(guò)輸出變壓(yā)器T，電源變(biàn)壓器T,及(jí)反(fǎn)饋(kuì)變壓器(qì)T在(zài)電路上進行隔(gé)離。為了防(fáng)止電源(yuán)綫或輸(shū)出綫上的(dí)高(gāo)電壓通(tōng)過上(shàng)述變(biàn)壓器原(yuán)副(fù)邊繞(rào)組之間(jiān)短路(lù)而竄(cuàn)入(rù)輸入(rù)端，在各(gè)變(biàn)壓(yā)器的原副(fù)邊繞(rào)組(zǔ)間都設(shè)有(yǒu)接(jiē)地的隔離層(céng)。此外(wài)，在(zài)輸(shū)出(chū)端及電源(yuán)端(duān)還裝(zhuāng)有(yǒu)大(dà)功(gōng)率二極(jí)管VD,1~VD,5及熔絲(sī)F。Fs當過高(gāo)的正(zhèng)向電壓或交流電壓加到(dào)變送(sòng)器輸出端(duān)或電源(yuán)兩(liǎng)端(duān)時，將在二(èr)極(jí)管(guǎn)電(diàn)路(lù)中產生大(dà)電(diàn)流，把(bǎ)熔(róng)絲燒(shāo)毀，切(qiē)斷(duàn)電源(yuán)，使危險的電壓不能加到(dào)變送器(qì)上(shàng)。由於這些(xiē)二極管的功率較大，在熔絲燒(shāo)毀過程中(zhōng)不(bù)會先(xiān)被損壞。

DDZ-Ⅲ型溫度(dù)變送器除上麵討(tǎo)論的(dí)熱(rè)電偶溫(wēn)度(dù)變(biàn)送器外，還有熱電(diàn)阻和直流毫伏變(biàn)送(sòng)器(qì)兩個品種(zhǒng)。它(tā)們的(dí)放大(dà)電路是完全(quán)相(xiāng)通(tōng)的(dí)，隻是(shì)輸入(rù)和反(fǎn)饋部分略有不(bù)同(tóng)，這裏不作(zuò)詳(xiáng)述。