因?yàn)闇囟茸兯推魇莦ui常用的工業(yè)自動(dòng)化儀表之一，下面討論一個(gè)實(shí)際的例子。DDZ-Ⅲ型儀表的一種熱電偶溫度變送器的簡(jiǎn)化線路圖。其基本結(jié)構(gòu)就是按圖1-12的原則安排的。

圖1-14中，熱電動(dòng)勢(shì)E與銅電阻Rcu上的冷端溫度補(bǔ)償電動(dòng)勢(shì)相加后，送至運(yùn)算放大器IC>的同相輸入端。ICy的反相輸入端則接受電位器RPp上的零點(diǎn)遷移電壓及反饋電壓V4，這兩個(gè)電壓在量程電位器RP上疊加，改變RPz觸點(diǎn)的位置可以改變反饋電壓的分壓比，即改變反饋強(qiáng)度，因而改變整個(gè)變送器的量程。不過(guò)在這個(gè)電路中，當(dāng)改變RPz觸點(diǎn)位置時(shí)，也同時(shí)改變著零點(diǎn)遷移電壓的分壓比。因此在改變量程時(shí)，零點(diǎn)會(huì)被牽連變化，使用時(shí)必須過(guò)細(xì)到這—特點(diǎn)。

圖：DDZ-Ⅲ型熱電偶溫度變送器的簡(jiǎn)化線路圖

放大器ICz是一個(gè)低漂移高增益運(yùn)算放大器，它根據(jù)加在同相端和反相端兩個(gè)輸入電壓之差工作。為了方便，將這部分電路單獨(dú)畫(huà)出如圖1-15所示。當(dāng)熱電動(dòng)勢(shì)E增大時(shí)，ICz輸出正電壓，經(jīng)復(fù)合管VTR1、VT構(gòu)成的電壓-電流轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化為恒流輸出h。這個(gè)電流在方波電源的作用下，交替地通過(guò)輸出變壓器T的兩個(gè)原邊繞組，在副邊繞組中感應(yīng)出與/大小成正比的交變電流。此電流經(jīng)整流濾波，即為變送器的直流輸出電流。

熱電偶溫度變送器的設(shè)計(jì)線路

這里使用復(fù)合管VTa1、VT的目的是提高功率放大級(jí)的輸入阻抗，減少運(yùn)算放大器lCp的功耗，從而降低其溫度漂移。輸出端穩(wěn)壓管VD-zo的作用在于，當(dāng)電流輸出回路斷線時(shí)，輸出電流/仍可通過(guò)穩(wěn)壓管形成回路，保證電壓輸出信號(hào)不受影響。

圖：熱電偶溫度變送器的功率放大及輸出電路

圖1-14變送器的反饋回路是由電流互感器T、整流濾波電路，以及由運(yùn)算放大器IC;構(gòu)成的非線性函數(shù)電路組成的。由于輸出變壓器T。的副邊電流是正負(fù)對(duì)稱的交變電流，串入一個(gè)電流互感器T便可以實(shí)現(xiàn)隔離反饋。T+的副邊電流經(jīng)檢波濾波，在、C上可得到與輸出電流l成正比的直流反饋電壓V;，該電壓經(jīng)運(yùn)算放大器IC┐和多段二極管折線逼近電路組成的非線性變換電路轉(zhuǎn)換為電壓V后，反饋到運(yùn)算放大器ICz的反相輸入端，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電偶特性的線性化修正。關(guān)于非線性變換電路的細(xì)致結(jié)構(gòu)，此處不再詳述。

圖1-14變送器的電源是由+24V直流電源供給的。為了提高變送器的抗共模干擾能力和有利于安全防爆，放大器需要在電路上與電源隔離。為此，+24V直流電源不直接與放大電路相連，需經(jīng)直流-交流-直流變換，即先用振蕩器把直流電源變?yōu)榻涣鳎缓笸ㄟ^(guò)變壓器T,，以交變磁通將能量傳遞給副邊繞組。zui后，將副邊繞組上的交流電壓整流、濾波、穩(wěn)壓，獲得±9V的直流電壓供給運(yùn)算放大器。

zui后，討論一下這個(gè)變送器采取的安全防爆措施。我們知道，很多化工及石油生產(chǎn)場(chǎng)所，常存在易燃易爆的氣體或介質(zhì)。在使用電動(dòng)儀表時(shí)，如果不采取措施，在電路接通、斷開(kāi)或事故狀態(tài)時(shí)，難免發(fā)生火花，引起爆炸或火災(zāi)。因此，用于這些易燃易爆場(chǎng)所的電動(dòng)儀表，必須在結(jié)構(gòu)上或電路上采取安全措施，例如，在DDZ—Ⅰ和DDZ—Ⅱ型電動(dòng)單元組合儀表中常在結(jié)構(gòu)上采取隔爆措施，使儀表內(nèi)可能產(chǎn)生的火花和外界的易燃易爆氣體相隔離，以實(shí)現(xiàn)防爆。在DDZ—Ⅲ型儀表中，采取的是安全火花防爆措施。它把儀表分為控制室和現(xiàn)場(chǎng)安裝兩類，將強(qiáng)電部分安裝于離危險(xiǎn)場(chǎng)所較遠(yuǎn)的控制室中，而對(duì)安裝在危險(xiǎn)場(chǎng)所的檢測(cè)儀表及執(zhí)行器，一方面在線路設(shè)計(jì)上對(duì)其自身能量進(jìn)行限制，另一方面使用專門(mén)的安全保護(hù)電路，嚴(yán)格防止外界非安***量的竄入，從而保證那些電路在任何事故狀況下，只可能發(fā)生“安全”的火花，即這些火花能量很小，決不會(huì)導(dǎo)致燃燒或爆炸。這種安全火花的概念是從實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的。大量的實(shí)踐表明，即使在易燃易爆氣體中，也不是任何火花都會(huì)引起燃燒和爆炸的。只有在火花能量足以在某一點(diǎn)引起強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，形成燃燒并產(chǎn)生連鎖反應(yīng)時(shí)，才會(huì)形成爆炸事故。例如，對(duì)zui易爆炸的氫、乙炔、水煤氣等氣體，實(shí)驗(yàn)證明，在30V的電壓下，對(duì)純電阻性電路，電流只要小于70mA，便不會(huì)發(fā)生爆炸。

圖1-14所示的DDZ-Ⅲ型溫度變送器是控制室安裝儀表，屬于安全火花型防爆儀表，在線路上采取了如下安全防爆措施:

在熱電偶輸入端設(shè)穩(wěn)壓二極管VDzi、VDzip及限流電阻R、Rp以防止儀表的高能量傳遞到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

②變送器的輸入端與輸出及電源回路之間通過(guò)輸出變壓器T、電源變壓器T,及反饋?zhàn)儔浩鱐在電路上進(jìn)行隔離。為了防止電源線或輸出線上的高電壓通過(guò)上述變壓器原副邊繞組之間短路而竄入輸入端，在各變壓器的原副邊繞組間都設(shè)有接地的隔離層。此外，在輸出端及電源端還裝有大功率二極管VD,1~VD,5及熔絲F。Fs當(dāng)過(guò)高的正向電壓或交流電壓加到變送器輸出端或電源兩端時(shí)，將在二極管電路中產(chǎn)生大電流，把熔絲燒毀，切斷電源，使危險(xiǎn)的電壓不能加到變送器上。由于這些二極管的功率較大，在熔絲燒毀過(guò)程中不會(huì)先被損壞。

DDZ-Ⅲ型溫度變送器除上面討論的熱電偶溫度變送器外，還有熱電阻和直流毫伏變送器兩個(gè)品種。它們的放大電路是完全相通的，只是輸入和反饋部分略有不同，這里不作詳述。