带调节的动圈式仪表在煤气炉调节系统中的应用

　　0　引　言

　　在自动化领域中,动圈式仪表在工业中应用广泛,它能与热电偶、热电阻或辐射感温器配合来测量温度;与霍尔压力变送器或滑线电阻式运转压力计配合测量压力;与电感式膜片差压计配合测量差压。而且还能实现对这些热工参数的自动控制和越限报警。因其核心部件是处于磁场中运动的可动线圈,所以,称之为动圈式指示调节仪表。

　　1　动圈式仪表的基本工作原理

　　它的核心结构是一个框形可动线圈,处于永久磁铁分布均匀的磁场中。当动圈有电流流过时,在动圈与磁场方向垂直的两有效边上产生大小相等、方向相反的力F,并形成力矩使动圈在磁场中偏转。为使动圈的每个偏转位置对应于一定的电流强度,动圈的上、下各由一根张丝(铍铜或锡锌青铜薄带)支持,动圈偏转时使张丝产生弹性扭变,产生反作用力矩。当这个反作用力矩和作用在动圈上的电磁力矩相平衡时,动圈便停在一个平衡位置。此时,动圈的偏转角度α与流过动圈的电流I成正比,即:

　　d=CI

式中,C———仪表灵敏度常数,与磁感应强度、动圈结构、张丝材料及几何尺寸等因素有关。

　　I———通过动圈的电流

　　电流I可由下式求出:

　　式中,R总是仪表回路的总电阻,等于仪表内阻R内和外线路电阻R外之和。当R总一定时,I与热电势E(t、t0)一一对应,也就是α与E(t、t0)一一对应。这就是动圈式仪表的基本工作原理。如图1所示。

　　2　带连续电流输出PID调节的动圈式仪表

　　PID调节是对被调对象进行比例(P)、积分(I)和微分(D)的调节。带三位PID调节的动圈式仪表为双继电器输出。两个继电器与JDZ型直行程电机配合,一只继电器使直行程电机正转(即打开阀门),另一只继电器使直行程电机反转(即关闭阀门);而阀门的位置又与炉温的偏差有比例、积分、微分关系。带有连续电流输出PID调节的动圈式仪表具有统一的直流信号(0~10mA)输出,输出信号是连续变化的,其大小与炉温的偏差有比例、积分、微分关系。方框图如图2。

　　由测量电路、动圈机构、偏差检测机构、高频振荡器、直流放大器及负反馈回路(PID回路)部分组成。它如图3所示为(XCT-191)连续电流输出PID调节电路。

　　在此电路中,经三极管G2集电极流入RL的电流是作为仪表输出电流,RL为仪表输出负载与负载电阻RL并接的电位器R13用作取出反馈电压。R9、R10、R12、C12、C11、R11组成PID反馈网路。反馈电压从电位器R13中间触头取出,经过PID运算后加在R11上,经电阻R14反馈至振荡器的变容二极管D1,从而影响振荡器的工作情况。稳压管D6提供变容二极管D1的反向偏压,D6的正极经R11和R14接在D1的负极。