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KF系列氣動基地式指示調(diào)節(jié)儀-應用簡介
點擊次數(shù)：854 發(fā)布時間：2008/10/8 16:58:44
KF系列氣動基地式指示調(diào)節(jié)儀
應用簡介
氣動基地式儀表是對生產(chǎn)過程中介質(zhì)的壓力、溫度、差壓(流量)、液位等工藝參數(shù)進行檢測和控制的儀表。在一臺儀表中具有測量、顯示和調(diào)節(jié)功能，可對單個被調(diào)參數(shù)構成一個調(diào)節(jié)回路�？稍谏a(chǎn)現(xiàn)進行就地調(diào)節(jié)，故稱為“基地式”儀表。氣動基地式儀表具有防塵、防水、防寒、防爆、不受電磁場、射線的干擾，產(chǎn)品結(jié)構牢靠，維護簡便，以及可直接操縱氣功執(zhí)行機構等優(yōu)點，幾十年來一直在自動控制領域中發(fā)揮重要的作用。即使在當今電子技術、計算機技術和自動化技術高度發(fā)展的年代，在大型的生產(chǎn)裝置中（如300MW、600MW大力發(fā)電機組，30萬噸乙烯裝置）對單沖量的簡單自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)就采用基地式儀表實現(xiàn)對各種參數(shù)的就地調(diào)節(jié)，從而為大系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行創(chuàng)造條件。
一、KF系列產(chǎn)品的構成及工作原理
KF系列儀表的系列化、通用化程度很高，它由6部分功能組成：
（1）測量部分：其作用是把被測參數(shù)成比例地變換成測量組件輸出軸的轉(zhuǎn)角或測量組件扭管的輸出力矩。
（2）測量值指示部分：其作用是把轉(zhuǎn)換成位移后的被測參數(shù)，通過四連桿機構放大成測量指針的示值。
（3）變送部分：其作用是把測量值(即上述輸出軸的轉(zhuǎn)角或輸出力矩值)轉(zhuǎn)換成標準的氣壓信號(20～200KPa)
（4）給定部分：其作用是設定給定指針的示值。有兩種設定方式：通過手操旋鈕設定或通過信號接收單元進行氣信號設定。
（5）調(diào)節(jié)部分：其作用是根據(jù)測量與給定值的偏差，按所選定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號去控制執(zhí)行機構。
（6）其它部分：包括儀表箱殼、氣路板、構成儀表不同功能的附加機構等。
（1）測量部分：其作用是把被測參數(shù)成比例地變換成測量組件輸出軸的轉(zhuǎn)角或測量組件扭管的輸出力矩。
（2）測量值指示部分：其作用是把轉(zhuǎn)換成位移后的被測參數(shù)，通過四連桿機構放大成測量指針的示值。
（3）變送部分：其作用是把測量值(即上述輸出軸的轉(zhuǎn)角或輸出力矩值)轉(zhuǎn)換成標準的氣壓信號(20～200KPa)
（4）給定部分：其作用是設定給定指針的示值。有兩種設定方式：通過手操旋鈕設定或通過信號接收單元進行氣信號設定。
（5）調(diào)節(jié)部分：其作用是根據(jù)測量與給定值的偏差，按所選定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號去控制執(zhí)行機構。
（6）其它部分：包括儀表箱殼、氣路板、構成儀表不同功能的附加機構等。
KF 系列儀表的工作原理如下：
如（圖1）示，由測量單元獲得的與被測量參數(shù)成比例的位移，通過行程連桿帶動測量指針指示測量值。由手操旋鈕帶動給定指針指示給定值。兩指針的位置在差動機構進行比較。當示值不同而存在偏差時，它使偏差連桿在水平方向產(chǎn)生與偏差值成比例的位移。通過反饋桿的撥銷推動安裝在可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤上的擋板，使噴嘴板間的間隙變化，引起噴嘴背壓的改變。經(jīng)過放大器放大而成為調(diào)節(jié)器的輸出壓力。該壓力通入由針閥及彈性氣容組成的微分單元，它對輸入壓力起延緩傳遞作用。隨后，微分單元之輸出進入反饋波紋管，由它驅(qū)動反饋桿，產(chǎn)生垂直方向的位移，反方向地改變噴嘴擋板的間隙，起到負反饋作用。所以當偏差信號出現(xiàn)的瞬間負反饋作用很弱，故輸出值很大，隨著負反饋的加強而逐步減小。與此同時，經(jīng)過微分單元后的壓力通過針伐和氣容組成的積分單元，加在積分波紋管上，驅(qū)動反饋桿產(chǎn)生正反饋作用。只要偏差存在，這種正反饋就繼續(xù)存在，輸出壓力的變化就進行下去。就這樣，輸出壓力按比例、積分、微分的調(diào)節(jié)規(guī)律改變。
二、主要組成部件
1、溫度測量單元
溫度測量組件是由內(nèi)腔充灌滿液體（煤油）或氣體（氮氣）的溫包、毛細管、波紋組件和連桿機構所組成。如（圖2）所示，當溫包受熱后，內(nèi)部介質(zhì)膨脹而導至壓力增大，該壓力經(jīng)毛細管傳遞使測量波紋管產(chǎn)生位移，推動連桿機構，使溫度測量組件的輸出軸產(chǎn)生與被測溫度成比例的輸出轉(zhuǎn)角，通過行程連桿拉動測量指針指示測量值。為了完全補償環(huán)境溫度變化對測量精度的影響，該組件有一套環(huán)境溫度的補償系統(tǒng)，它由補償波紋管（其幾何尺寸與測量波紋完全相同）和毛細管（其幾何尺寸與連接溫包和測量波紋管的毛細管完全相同）所組成，且內(nèi)部充滿同樣的介質(zhì)。兩個波紋管分別作用于兩根連桿上，而兩根連桿由浮動支點連接起來，且浮動支點到兩波紋管的作用點相等。顯然，當環(huán)境溫度變化時，兩波紋管所產(chǎn)生的附加力矩相互抵消，無論環(huán)境溫度如何變化，都不影響輸出轉(zhuǎn)角。
充滿液體介質(zhì)溫包是用于測量-50～300℃的溫度范圍。
充滿氣體介質(zhì)溫包是用于測量0～300℃至0～500℃的溫度范圍
由于本測量組件選用有較大有效面積的波紋管，且其剛度較小，性能穩(wěn)定，因而組件的精度高，性能穩(wěn)定。
充滿氣體介質(zhì)溫包是用于測量0～300℃至0～500℃的溫度范圍
由于本測量組件選用有較大有效面積的波紋管，且其剛度較小，性能穩(wěn)定，因而組件的精度高，性能穩(wěn)定。
2、壓力測量單元
壓力測量單元分為測量范圍固定型和可調(diào)型兩大類。
A：范圍固定型有3種形式：
（1）盤簧管式（見圖3）
測量元件盤簧管的外端為固定端，內(nèi)端為活動端。在被測壓力作用下，由內(nèi)端帶動中心軸，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角輸出。在中心軸上同時裝有平衡重錘，可提高抗震性能。共有15個種規(guī)格，測量范圍為：0～0.3MPa至0～35MPa。
（2）波紋管式：（見圖4）
測量元件波紋管在被測壓力作用下，端蓋產(chǎn)生位移，帶動連桿機構獲得位移輸出。與波紋管裝于同一軸線上的彈簧受壓縮，產(chǎn)生的彈簧力與輸入作用力相平衡。若把彈簧裝于波紋管端蓋的外部，可作低壓測量時使用。若把彈簧裝于波紋管內(nèi)部，則可作負壓測量。共有5種規(guī)格，測量范圍為：-100KPa至200KPa。
A：范圍固定型有3種形式：
（1）盤簧管式（見圖3）
測量元件盤簧管的外端為固定端，內(nèi)端為活動端。在被測壓力作用下，由內(nèi)端帶動中心軸，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角輸出。在中心軸上同時裝有平衡重錘，可提高抗震性能。共有15個種規(guī)格，測量范圍為：0～0.3MPa至0～35MPa。
（2）波紋管式：（見圖4）
測量元件波紋管在被測壓力作用下，端蓋產(chǎn)生位移，帶動連桿機構獲得位移輸出。與波紋管裝于同一軸線上的彈簧受壓縮，產(chǎn)生的彈簧力與輸入作用力相平衡。若把彈簧裝于波紋管端蓋的外部，可作低壓測量時使用。若把彈簧裝于波紋管內(nèi)部，則可作負壓測量。共有5種規(guī)格，測量范圍為：-100KPa至200KPa。
（3）標準信號接收波紋管
它由接收20～100KPa信號的波紋管、拉伸彈簧和連桿機構所組成。其動作原理與上述波紋管式測量單元相同，用于把標準氣壓信號轉(zhuǎn)換成位移的接收部件。
B：壓力范圍可調(diào)型有3種形式：
（1）波登管式（見圖5）
測量元件波登管在輸入壓力作用下,產(chǎn)生與壓力大小成比例的拉力,通過拉動扭臂,從而給扭管施加一個與輸入壓力成比例的扭力矩,此力矩通扭管的引出軸輸出。于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿,從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。共有4種格。測量范圍為0～0.35MPa至0～70MPa。
它由接收20～100KPa信號的波紋管、拉伸彈簧和連桿機構所組成。其動作原理與上述波紋管式測量單元相同，用于把標準氣壓信號轉(zhuǎn)換成位移的接收部件。
B：壓力范圍可調(diào)型有3種形式：
（1）波登管式（見圖5）
測量元件波登管在輸入壓力作用下,產(chǎn)生與壓力大小成比例的拉力,通過拉動扭臂,從而給扭管施加一個與輸入壓力成比例的扭力矩,此力矩通扭管的引出軸輸出。于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿,從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。共有4種格。測量范圍為0～0.35MPa至0～70MPa。
（2）波紋管式：
測量元件是不銹鋼焊接波紋管。結(jié)構形式與上述波登管式相同,共有4種規(guī)格,測量范圍為0～1.33KPa至0～700KPa。
（3）遠程密封膜片式
測量元件是波登管或波紋管，在遠離這些測量元件的位置上裝有連接法蘭，法蘭上焊上與工藝介質(zhì)直接接觸的感測膜片，法蘭與測量元件之間用毛細管連接起來，法蘭內(nèi)腔及毛細管內(nèi)充滿硅油。這樣，被測介質(zhì)的壓力通過感測膜片接收后，經(jīng)毛細管的硅油傳遞到測量元件中去，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的遠程檢測。
連接法蘭有4種形式：
標準型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
插入型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
夾持型法蘭：適用于0～0.35MPa至0～25MPa的測量范圍；
按鈕狀膜片型：（ＰＦ1 1/2”內(nèi)螺紋）適用于0～2.5MPa至0～70MPa的測量范圍。
測量元件是不銹鋼焊接波紋管。結(jié)構形式與上述波登管式相同,共有4種規(guī)格,測量范圍為0～1.33KPa至0～700KPa。
（3）遠程密封膜片式
測量元件是波登管或波紋管，在遠離這些測量元件的位置上裝有連接法蘭，法蘭上焊上與工藝介質(zhì)直接接觸的感測膜片，法蘭與測量元件之間用毛細管連接起來，法蘭內(nèi)腔及毛細管內(nèi)充滿硅油。這樣，被測介質(zhì)的壓力通過感測膜片接收后，經(jīng)毛細管的硅油傳遞到測量元件中去，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的遠程檢測。
連接法蘭有4種形式：
標準型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
插入型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
夾持型法蘭：適用于0～0.35MPa至0～25MPa的測量范圍；
按鈕狀膜片型：（ＰＦ1 1/2”內(nèi)螺紋）適用于0～2.5MPa至0～70MPa的測量范圍。
3、差壓測量單元
差壓測量單元由中間基座和兩塊與它構成高、低壓容室的蓋板組成（見圖6）。
用螺栓把兩塊蓋板固定在中間基座的兩側(cè)，在中間基座的兩邊焊有隔離膜片，在基座內(nèi)部有測量壓差的波紋管，它把基座內(nèi)腔分隔成互不相通的高、低壓腔室，室內(nèi)灌滿硅油，高、低壓介質(zhì)分別送入高、低容室。當有壓差出現(xiàn)時，高壓側(cè)的硅油流經(jīng)阻尼閥推動波紋管向底壓側(cè)方向移動，帶動與波紋管連接起來的扭臂轉(zhuǎn)動，從而對扭管產(chǎn)生與差壓成比例的扭力矩輸出，于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿，從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。
（1）差壓測量單元的測量范圍分成4檔：
高差壓：0～25KPa至0～ 500KPa
中差壓：0～2.5KPa至0～55KPa
低差壓：0～0.5KPa至0～6KPa
微差壓：0～0.1KPa至0～1.2Kpa
（2）差壓測量單元的結(jié)構型式有4種：
標準型、法蘭型、遠程密封膜片型、高靜壓型。
（1）差壓測量單元的測量范圍分成4檔：
高差壓：0～25KPa至0～ 500KPa
中差壓：0～2.5KPa至0～55KPa
低差壓：0～0.5KPa至0～6KPa
微差壓：0～0.1KPa至0～1.2Kpa
（2）差壓測量單元的結(jié)構型式有4種：
標準型、法蘭型、遠程密封膜片型、高靜壓型。
4、液位測量單元
液位測量單元分兩種型式，一種是以密封膜片為支承的高阻尼型（見圖7），另一種是以刀口為支承的扭管型（見圖8）。
浮筒浸入介質(zhì)液里，若液位升高，浮筒所承受的向上浮力也隨之增大，對于以膜片為支承的結(jié)構，此浮力通過浮筒杠桿變成向下的力而傳給金屬拉帶，通過與拉帶相連的扭臂產(chǎn)生一個與液位成比例的扭矩，此力矩通過扭管的引出軸輸出，于是帶動與之相連接的變送單元的主杠桿，從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。對于以刀口為支承的結(jié)構，此浮力作用在由刀口支撐的扭臂上產(chǎn)生一個扭力矩，然后通過扭管的引出軸輸出，于是帶動與之相連接的變送單元的主杠桿，轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號，扭管起軸支承作用和使工藝介質(zhì)與外界隔離的作用。
液位測量單元針對被測對象不同而有繁多的品種規(guī)格：
（1）按測量范圍分：
0～300至0～3000mm共8種,被測介質(zhì)的比重可連續(xù)調(diào)整。
（2）按被測介質(zhì)的比重分,共2種：
中比重：0.4～1.6
低比重：0.1～0.4
（3）按工作壓力分：
日本標準：JIS 10K,30K,63K共3種
美國標淮：ANSI 150,300,600共3種
（4）按連接方式分：
外浮筒式： 側(cè)—側(cè)法蘭式；側(cè)—底法蘭式；
頂—側(cè)法蘭式； 頂—底法蘭式；
內(nèi)浮筒式： 頂裝法蘭式；側(cè)裝法蘭式。
（5）按扭管不同的選材分：
V型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度350℃～400℃
H型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度200℃～350℃
N型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度0～200℃
C型：采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
L型：采用不銹鋼SUS316L，許用溫度-196～0℃
（6）按密封膜片的選材分（用于高阻尼型）
采用SUS316L，許用溫度-196～200℃
采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
液位測量單元針對被測對象不同而有繁多的品種規(guī)格：
（1）按測量范圍分：
0～300至0～3000mm共8種,被測介質(zhì)的比重可連續(xù)調(diào)整。
（2）按被測介質(zhì)的比重分,共2種：
中比重：0.4～1.6
低比重：0.1～0.4
（3）按工作壓力分：
日本標準：JIS 10K,30K,63K共3種
美國標淮：ANSI 150,300,600共3種
（4）按連接方式分：
外浮筒式： 側(cè)—側(cè)法蘭式；側(cè)—底法蘭式；
頂—側(cè)法蘭式； 頂—底法蘭式；
內(nèi)浮筒式： 頂裝法蘭式；側(cè)裝法蘭式。
（5）按扭管不同的選材分：
V型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度350℃～400℃
H型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度200℃～350℃
N型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度0～200℃
C型：采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
L型：采用不銹鋼SUS316L，許用溫度-196～0℃
（6）按密封膜片的選材分（用于高阻尼型）
采用SUS316L，許用溫度-196～200℃
采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
5、漸開線矢量機構
漸開線矢量機構是把測量單元檢測得到的力矩轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號的機構，它同時可實現(xiàn)調(diào)整儀表測量范圍的目的。這種機構區(qū)別于常用的利用改變杠桿支點位置來實現(xiàn)測量力與輸出反饋力平衡的杠桿機構，也區(qū)別于用可撓曲的簧片作為鉸鏈，利用改變測量力與輸出反饋力作用方向的夾角來實現(xiàn)矢量平衡的矢量機構。
漸開線矢量機構由矢量平衡部分，噴嘴擋板放大部分和輸出反饋部分所組成（見圖9）。
漸開線矢量機構由矢量平衡部分，噴嘴擋板放大部分和輸出反饋部分所組成（見圖9）。
矢量部分有一直角形板，其上固定一個支承園柱，且直角頂點位于支承圓柱的圓周上，而直角邊分別通過簧片與傳遞測量力FH的杠桿1和傳遞輸出反饋力Fv的杠桿2相連接。在支承圓周面上固緊了一條柔性金屬帶3 (厚度為0.03mm) 的一端，而另一端則固定在回旋臂的E點上，用于把金屬帶拉緊。E點可繞回旋中心O沿著近似漸開線的一段圓弧槽上移動，使角度θ發(fā)生變化，并且保持金屬帶始終處于與支承圓柱相切的位置，支承圓柱是在FH、Fv和金屬帶張力T共同作用下的浮動支點。
當測量單元接受工藝參數(shù)后，在其扭管引出軸上傳遞出一個與被測參數(shù)成正比的力矩，使安裝在引出軸的杠桿1轉(zhuǎn)動，并對直角形板施加一個測量力FH，使裝在杠桿1上的擋板對噴嘴的距離隨之改變，引起噴嘴背壓變化，經(jīng)放大器放大形成輸出壓力，該壓力同時反饋到波紋管中，經(jīng)杠桿作用產(chǎn)生反饋力Fv，它與FH的合力使金屬帶受拉緊而產(chǎn)生張力T，于是FH、Fv及T構成矢量平衡。從矢量三角形可知：Fv/FH=tanθ。顯然，改變θ角，可改變Fv/FH的值因而改變輸出壓力與測量力之比，即可改變儀表的測量范圍。由于θ角的可調(diào)范圍在50o以上，所以機構具有很寬的量程調(diào)整范圍，量程比在1：20以上。此外，漸開線矢量機構采用了補償辦法，大幅度減小改變量程時產(chǎn)生的零位偏移，達到調(diào)量程與調(diào)零位互不影響，從而大大簡化了調(diào)整手續(xù)。
6、調(diào)節(jié)部分
調(diào)節(jié)部分由差動機構（見圖10）、比例作用單元（見圖11）、微分單元和積分單元（見圖12）等組合而成。
（1）差動機構
差動機構的作用是比較測量值與給定值，并按兩者之偏差大小，由差動片中心點輸出位移信號。該機構的差動片是由浮動形式來支承的。差動片的一端通過小鋼珠餃鏈與測量指針相連，另一端則通過一根浮動轉(zhuǎn)軸與給定指針相連，結(jié)構設計成當測量指針與給定指針重合時，差動片的中心孔正好與兩針的轉(zhuǎn)軸中心處于同一條軸線上。測量指針位移使差動片繞浮動轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，而給定指針位移使差動片繞小鋼珠鉸鏈偏轉(zhuǎn)。若兩針同步移動，則給定指針與測量指針的偏轉(zhuǎn)角度相等，方向相反。因此，當兩針在刻度范圍內(nèi)的任一點上重合時，差動片的中心孔則始終處于兩指針軸的幾何中心線上，此時盡管兩指針同步移動，由于沒有偏差，就沒有位移輸出。
差動機構的作用是比較測量值與給定值，并按兩者之偏差大小，由差動片中心點輸出位移信號。該機構的差動片是由浮動形式來支承的。差動片的一端通過小鋼珠餃鏈與測量指針相連，另一端則通過一根浮動轉(zhuǎn)軸與給定指針相連，結(jié)構設計成當測量指針與給定指針重合時，差動片的中心孔正好與兩針的轉(zhuǎn)軸中心處于同一條軸線上。測量指針位移使差動片繞浮動轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，而給定指針位移使差動片繞小鋼珠鉸鏈偏轉(zhuǎn)。若兩針同步移動，則給定指針與測量指針的偏轉(zhuǎn)角度相等，方向相反。因此，當兩針在刻度范圍內(nèi)的任一點上重合時，差動片的中心孔則始終處于兩指針軸的幾何中心線上，此時盡管兩指針同步移動，由于沒有偏差，就沒有位移輸出。
（2）比例作用單元
比例作用單元由比例帶設定機構和反饋部件所組成。前者是一個可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤，盤上裝有噴咀檔板機構，反饋部件采用孿生波紋管作為正、負反饋波紋管。孿生波紋管是用一體成型的方法制造成的，在波紋管的中部用橡膠膜片，硬芯分隔成兩個腔室，當正、負反饋壓力不相等時，中部硬芯帶動反饋杠桿產(chǎn)生上下移動。同時，由差動機構傳送來的偏差位移通過偏差連桿的傳遞，使反饋桿作左右擺動，兩個方向的合成運動通過反饋桿上的撥銷去撥動檔板引起噴咀背壓的改變，送到放大器進行功率放大。當轉(zhuǎn)動比例度盤，便改變了檔板對偏差連桿的夾角，使偏差位移在垂直檔板方向的分量也改變，故同樣的偏差位移所引起的檔板位移大小不同，即改變了比例度。
比例作用單元由比例帶設定機構和反饋部件所組成。前者是一個可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤，盤上裝有噴咀檔板機構，反饋部件采用孿生波紋管作為正、負反饋波紋管。孿生波紋管是用一體成型的方法制造成的，在波紋管的中部用橡膠膜片，硬芯分隔成兩個腔室，當正、負反饋壓力不相等時，中部硬芯帶動反饋杠桿產(chǎn)生上下移動。同時，由差動機構傳送來的偏差位移通過偏差連桿的傳遞，使反饋桿作左右擺動，兩個方向的合成運動通過反饋桿上的撥銷去撥動檔板引起噴咀背壓的改變，送到放大器進行功率放大。當轉(zhuǎn)動比例度盤，便改變了檔板對偏差連桿的夾角，使偏差位移在垂直檔板方向的分量也改變，故同樣的偏差位移所引起的檔板位移大小不同，即改變了比例度。
（3）積分單元及微分單元
積分單元由針伐和氣容室組成。積分單元是接在調(diào)節(jié)器的正反饋通道上的，它的輸出端接到調(diào)節(jié)器的正反饋波紋管。只要測量與給定的偏差存在，與偏差成比例的壓力就會加到針閥的前后，通過針閥和積分容室不斷地改變正反饋波紋管內(nèi)的壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力不斷改變，這便是積分作用。針閥的開啟度決定了這個作用進行的速度，即決定積分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
微分單元由針伐、氣容室、裝在氣容室內(nèi)的波紋管和手動微分旁路開關所組成。調(diào)節(jié)器輸出端接到微分單元的輸入端，微分單元的輸出端接到調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管，當偏差成比例的壓力加到微分單元的輸入端時，便分成兩路，一路進入氣容室內(nèi)的微分波紋管，另一路經(jīng)微分針閥進入調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管。由于針閥的節(jié)流作用而延緩改變調(diào)節(jié)器的負反饋壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力瞬間增大，產(chǎn)生微分作用，又由于微分波紋管的彈性作用使波紋管內(nèi)外壓力漸趨于平衡，負反饋作用逐漸加強，微分作用逐漸消失。針閥開啟度決定了微分作用延續(xù)時間，即決定微分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
在裝有微分單元而又不用微分作用時，只要將微分旁路開關反時針方向轉(zhuǎn)到頭就行（此時傍路開關打開，放大器輸出直接通入積分單元和反饋氣室）。
（4）開關作用單元及差隙作用單元（見圖13）
開關作用單元是一種在比例作用單元上拆除了正、負反饋波紋管的單元。它的反饋杠桿由偏差連桿帶動，只能作左右偏擺而無上下移動。由于沒有反饋作用，只有極微小的偏差，噴咀就處于全開啟或全關閉狀態(tài)。噴咀背壓直接輸入放大器，因而調(diào)節(jié)器的輸出或者是*小值，或者是值，從而實現(xiàn)開關作用。
積分單元由針伐和氣容室組成。積分單元是接在調(diào)節(jié)器的正反饋通道上的，它的輸出端接到調(diào)節(jié)器的正反饋波紋管。只要測量與給定的偏差存在，與偏差成比例的壓力就會加到針閥的前后，通過針閥和積分容室不斷地改變正反饋波紋管內(nèi)的壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力不斷改變，這便是積分作用。針閥的開啟度決定了這個作用進行的速度，即決定積分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
微分單元由針伐、氣容室、裝在氣容室內(nèi)的波紋管和手動微分旁路開關所組成。調(diào)節(jié)器輸出端接到微分單元的輸入端，微分單元的輸出端接到調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管，當偏差成比例的壓力加到微分單元的輸入端時，便分成兩路，一路進入氣容室內(nèi)的微分波紋管，另一路經(jīng)微分針閥進入調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管。由于針閥的節(jié)流作用而延緩改變調(diào)節(jié)器的負反饋壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力瞬間增大，產(chǎn)生微分作用，又由于微分波紋管的彈性作用使波紋管內(nèi)外壓力漸趨于平衡，負反饋作用逐漸加強，微分作用逐漸消失。針閥開啟度決定了微分作用延續(xù)時間，即決定微分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
在裝有微分單元而又不用微分作用時，只要將微分旁路開關反時針方向轉(zhuǎn)到頭就行（此時傍路開關打開，放大器輸出直接通入積分單元和反饋氣室）。
（4）開關作用單元及差隙作用單元（見圖13）
開關作用單元是一種在比例作用單元上拆除了正、負反饋波紋管的單元。它的反饋杠桿由偏差連桿帶動，只能作左右偏擺而無上下移動。由于沒有反饋作用，只有極微小的偏差，噴咀就處于全開啟或全關閉狀態(tài)。噴咀背壓直接輸入放大器，因而調(diào)節(jié)器的輸出或者是*小值，或者是值，從而實現(xiàn)開關作用。
差隙作用單元是一種在比例單元基礎上只使用正反饋波紋管而不使用負反饋波紋管的單元。即：把調(diào)節(jié)器的輸出壓力引入正反饋波紋管，讓負反饋波紋管通大氣，它相當于一個剛度很小的彈簧。
差隙作用又稱為帶死區(qū)的開關作用。這里以正作用的差隙調(diào)節(jié)器為說明差隙動作原理：在測量值低于給定值（即負偏差）時，由偏差連桿帶動反饋桿的撥銷使噴咀處于全開啟狀態(tài)。噴咀背壓接近于零，調(diào)節(jié)器輸出為*小值。當測量值達到給定值時，擋板隨之進入工作區(qū)，噴咀背壓開始升高，輸出也開始升高，于是正反饋波紋管壓力隨之升高，使得反饋桿連同撥銷下移，帶動擋板進一步靠近噴咀，使得背壓進一步升高，輸出壓力也進一步升高。如此循環(huán)下去，使擋板迅速蓋死噴咀，從而使輸出壓力迅速達到值。此后，若測量值重新下降，出現(xiàn)負偏差，但由于拔銷對擋板的作用點已下移，不能馬上推動擋板打開噴咀，直至負偏差達到某一值時，拔銷才能拔動擋板打開噴咀，輸出壓力重新迅速下降為*小值，這個負偏差就是差隙幅值。
差隙單元相當于比例單元的比例度盤稱為差隙度盤，轉(zhuǎn)動差隙度盤可以使差隙幅值在1～100%FS范圍內(nèi)隨意設定。
差隙作用又稱為帶死區(qū)的開關作用。這里以正作用的差隙調(diào)節(jié)器為說明差隙動作原理：在測量值低于給定值（即負偏差）時，由偏差連桿帶動反饋桿的撥銷使噴咀處于全開啟狀態(tài)。噴咀背壓接近于零，調(diào)節(jié)器輸出為*小值。當測量值達到給定值時，擋板隨之進入工作區(qū)，噴咀背壓開始升高，輸出也開始升高，于是正反饋波紋管壓力隨之升高，使得反饋桿連同撥銷下移，帶動擋板進一步靠近噴咀，使得背壓進一步升高，輸出壓力也進一步升高。如此循環(huán)下去，使擋板迅速蓋死噴咀，從而使輸出壓力迅速達到值。此后，若測量值重新下降，出現(xiàn)負偏差，但由于拔銷對擋板的作用點已下移，不能馬上推動擋板打開噴咀，直至負偏差達到某一值時，拔銷才能拔動擋板打開噴咀，輸出壓力重新迅速下降為*小值，這個負偏差就是差隙幅值。
差隙單元相當于比例單元的比例度盤稱為差隙度盤，轉(zhuǎn)動差隙度盤可以使差隙幅值在1～100%FS范圍內(nèi)隨意設定。
三、KF系列儀表的特點
1、系列品種齊全、調(diào)節(jié)功能豐富
KF系列儀表通過更換多種的測量組件，對各種生產(chǎn)過程的溫度、壓力、液位、差壓（流量）等工藝參數(shù)進行檢測和控制，其應用范圍能復蓋大多數(shù)控制領域。
（1）測量范圍
溫度：-50℃～+500℃
壓力：0～6.5Kpa至0～70MPa
絕對壓力：0～6.5Kpa abs至0～700Kpa abs
（2）調(diào)節(jié)功能：
開—關、差隙、P+手動積分、PI、PID、 PD+手動積分
PI+限幅、P+外部積分、PD+外部積分
（1）測量范圍
溫度：-50℃～+500℃
壓力：0～6.5Kpa至0～70MPa
絕對壓力：0～6.5Kpa abs至0～700Kpa abs
（2）調(diào)節(jié)功能：
開—關、差隙、P+手動積分、PI、PID、 PD+手動積分
PI+限幅、P+外部積分、PD+外部積分
2、儀表功能的伸縮性強、組合靈活
KF系列儀表在總體設計上有完整周密的考慮,儀表結(jié)構單元化、功能組件化，可選擇各種功能組件裝到儀表箱殼內(nèi)的氣路板上，組成各種規(guī)格的儀表，像單元組合儀表一樣，能自由地組合成各種調(diào)節(jié)功能和附加功能的控制系統(tǒng)。例如能實現(xiàn)外部氣給定、積分限幅、外部積分、被測參數(shù)的變送輸出等等。
各功能組件是用螺釘緊固在氣路板的平面上，其連接氣孔以O型橡膠環(huán)密封，氣路板線路結(jié)構在設計時考慮到了能將所有功能單元同時安裝在上面，組合時對不需要用的功能單元的相應安裝位置以封板加以封死即可。
各功能組件是用螺釘緊固在氣路板的平面上，其連接氣孔以O型橡膠環(huán)密封，氣路板線路結(jié)構在設計時考慮到了能將所有功能單元同時安裝在上面，組合時對不需要用的功能單元的相應安裝位置以封板加以封死即可。
3、儀表的精度高、性能穩(wěn)定可靠
（1）采用新穎的產(chǎn)品結(jié)構設計
以KFD差壓測量單元為例�？紤]到儀表使用環(huán)境的溫度變化，儀表使用工作壓力的變化會造成儀表的誤差，分析產(chǎn)生溫度附加誤差的主要原因是測量組件的高、低壓側(cè)的彈性元件及所灌的硅油在受熱膨脹時形成不相等的附加壓力造成的。所以，把它的結(jié)構設計成為容積系數(shù)可調(diào)整的結(jié)構。在制造工藝上解決了令高、低壓側(cè)容積匹配的問題，從而使這種測量單元具有高精度。又如：溫度測量組件采用了對環(huán)境溫度變化影響的全補償結(jié)構，使其具有比同類產(chǎn)品更高的精度。
KF系列儀表的調(diào)節(jié)器采用了新發(fā)明的孿生波紋管，它區(qū)別于普通波紋管之處是把兩個波紋管用一體成型的方法制成，使兩波紋管的有效面積差和剛度差忽略不計，用作調(diào)節(jié)器的正、負反饋波紋管時，不需要進行選配，裝配十分方便，使調(diào)節(jié)器的精度、穩(wěn)定性和可靠性都得到提高。
儀表的變送單元采用漸開線矢量機構，測量范圍可調(diào)整20倍以上，變送精度達0.5級以上，且調(diào)整測量范圍與調(diào)整零位互不影響，因而調(diào)整十分方便。
由于儀表采用了氣路板，避免了舊式氣動基地式儀表使用膠管作空氣通道所存在的管子老化問題和泄漏問題，氣路板與箱殼和各功能單元的連接口采用O形橡膠環(huán)密封，其密封性能好，提高了可靠性和耐惡劣環(huán)境的能力。
以KFD差壓測量單元為例�？紤]到儀表使用環(huán)境的溫度變化，儀表使用工作壓力的變化會造成儀表的誤差，分析產(chǎn)生溫度附加誤差的主要原因是測量組件的高、低壓側(cè)的彈性元件及所灌的硅油在受熱膨脹時形成不相等的附加壓力造成的。所以，把它的結(jié)構設計成為容積系數(shù)可調(diào)整的結(jié)構。在制造工藝上解決了令高、低壓側(cè)容積匹配的問題，從而使這種測量單元具有高精度。又如：溫度測量組件采用了對環(huán)境溫度變化影響的全補償結(jié)構，使其具有比同類產(chǎn)品更高的精度。
KF系列儀表的調(diào)節(jié)器采用了新發(fā)明的孿生波紋管，它區(qū)別于普通波紋管之處是把兩個波紋管用一體成型的方法制成，使兩波紋管的有效面積差和剛度差忽略不計，用作調(diào)節(jié)器的正、負反饋波紋管時，不需要進行選配，裝配十分方便，使調(diào)節(jié)器的精度、穩(wěn)定性和可靠性都得到提高。
儀表的變送單元采用漸開線矢量機構，測量范圍可調(diào)整20倍以上，變送精度達0.5級以上，且調(diào)整測量范圍與調(diào)整零位互不影響，因而調(diào)整十分方便。
由于儀表采用了氣路板，避免了舊式氣動基地式儀表使用膠管作空氣通道所存在的管子老化問題和泄漏問題，氣路板與箱殼和各功能單元的連接口采用O形橡膠環(huán)密封，其密封性能好，提高了可靠性和耐惡劣環(huán)境的能力。
（2）采用精湛的技術
由于KF系列儀表性能指標高，制造工藝難度大，所以采用了許多的工藝技術。例如差壓測量組件，要求把銅波紋管焊到不銹鋼基座上，而焊縫距離波紋管只有4mm,焊接時產(chǎn)生的高溫可能使波紋管退火而失去彈性。這里采用了電子束焊技術，它是以集中的高能電子束轟擊工件表面時產(chǎn)生的熱能熔化金屬來形成金屬接合的焊接方法，其特點是焊縫窄而深(寬度小于3mm、深度17mm以上)、熱影響范圍小，這是其他焊接方法難以解決的。此外，還根據(jù)不同需要，采用高頻焊接，微束氬弧焊接、等離子焊接等現(xiàn)代的焊接技術。又例如：氣路板是由250×200mm2的金屬板上粘接上0.6mm金屬薄板而成，要求通入140KPa的壓縮空氣時，氣路暢通、不泄露、不串通、粘接牢固，不受環(huán)境溫度影響而剝離，這里采用了的粘接技術。再如：對差壓測量單元的膜盒內(nèi)腔充灌硅油是采用了高真空充灌技術，其真空度達到10-5托。對焊縫質(zhì)量采用氦質(zhì)譜檢漏技術檢查微孔滲漏。
正因為有可靠的工藝手段，所以KF系列儀表的扭管組件、差壓測量單元等關鍵部件采用了全焊接結(jié)構，零部件不能拆卸，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證了儀表整機的穩(wěn)定和可靠。
（3）優(yōu)良的選材
儀表的彈性元件、盤簧管、扭管、膜片、不銹鋼波紋管、膜盒等采用優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材料SUS316制造，具有良好的彈性和耐腐蝕性。為了適用于具有強腐蝕性的介質(zhì)，對接觸介質(zhì)的零件，按需要采用蒙乃爾合金、耐熱彈性合金、鉭材、哈氏合金等材料制造�？紤]到儀表在現(xiàn)場使用的環(huán)境比較惡劣，儀表的箱殼采用鑄鋁合金制造，并噴涂防腐漆。
4、具有對現(xiàn)場環(huán)境的良好適應性
（1）儀表采用了防塵、防水、防震結(jié)構。對于抗震性能較差的壓力和溫度測量元件，采用了相應的抗震措施。例如：盤簧管壓力測量組件的輸出位移是從回旋中心取出的，組件裝有平衡重錘，使重心落在轉(zhuǎn)軸上，從而減小震動對輸出的影響。又如：溫度測量組件中采用較大的波紋管，使組件在較大的力矩作用下平衡，提高了儀表的抗震能力。
（2）為了使儀表在工藝介質(zhì)波動頻繁的場合下能正常使用，在差壓、液位的測量組件上均裝有可調(diào)的阻尼機構。
（3）為適應強腐蝕或高粘度的工藝介質(zhì)的測量和控制需要，除了在零件的選材上加以解決外，還在產(chǎn)品結(jié)構設計上采取措施。例如有法蘭式、法蘭插入式和雙法蘭式等多品種規(guī)格供用戶選擇。
（2）為了使儀表在工藝介質(zhì)波動頻繁的場合下能正常使用，在差壓、液位的測量組件上均裝有可調(diào)的阻尼機構。
（3）為適應強腐蝕或高粘度的工藝介質(zhì)的測量和控制需要，除了在零件的選材上加以解決外，還在產(chǎn)品結(jié)構設計上采取措施。例如有法蘭式、法蘭插入式和雙法蘭式等多品種規(guī)格供用戶選擇。
5、操作和維護簡單方便
為了避免使用人員的誤操作，在表門背面貼有使用說明牌；為了避免誤裝配，十字槽螺釘表示固定用螺釘，一字槽釘表示調(diào)整螺釘；凡供操作人員操作用的部位用黑色來加以區(qū)分，例如設定旋鈕、手操旋扭、切換開關手柄等。
當需耍維修儀表的部件時，只要將部件從氣路板上拆下來維修即可，無需將整機從配管中卸下來。由于儀表零部件的通用性強，只需要少量備品備件，而且維護操作技能也很容易掌握。
當需耍維修儀表的部件時，只要將部件從氣路板上拆下來維修即可，無需將整機從配管中卸下來。由于儀表零部件的通用性強，只需要少量備品備件，而且維護操作技能也很容易掌握。
四、KF系列氣動基地式儀表的使用
KFP、KFT、KFL、KFD、KFK直接檢測被控對象的壓力、溫度、液位、差壓、壓力的參數(shù)，顯示參數(shù)、經(jīng)調(diào)節(jié)后，輸出0.2～1Kgf/cm2氣壓信號。
利用KFD還可以檢測液體的液位、界面、密度和流量。
1、利用KFD檢測液位：
利用差壓儀表檢測控制液位或界面時，要特別注意儀表安裝位置等引起的誤差，要正確利用正負遷移以消除其影響。
（1）開口容器液位的檢測控制
根據(jù)液體中任一點的側(cè)壓力P等于液體的密度ρ與該點距液面深度H的積。
公式： P = ρ×H
從圖14a可以得出，儀表的量程等于從液位到液位P2的變化值(ρ×H0)。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
（2）密閉容器液位的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。
如圖14b所示，儀表的量程：ρ×H0。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
安裝時，將氣相控制點的壓力接入KFD的負壓室（開口容器時KFD負壓室通大氣），液相控制點的壓力接入KFD的正壓室，KFD就可以指示調(diào)節(jié)液位。
（1）開口容器液位的檢測控制
根據(jù)液體中任一點的側(cè)壓力P等于液體的密度ρ與該點距液面深度H的積。
公式： P = ρ×H
從圖14a可以得出，儀表的量程等于從液位到液位P2的變化值(ρ×H0)。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
（2）密閉容器液位的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。
如圖14b所示，儀表的量程：ρ×H0。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
安裝時，將氣相控制點的壓力接入KFD的負壓室（開口容器時KFD負壓室通大氣），液相控制點的壓力接入KFD的正壓室，KFD就可以指示調(diào)節(jié)液位。
2、利用KFD檢測兩種不同密度的液體的界面：
利用KFD差壓檢測兩種液休界面的基本原理是：在滿罐的兩種不同密度的液體中，如果內(nèi)壓力恒定，界面?zhèn)葔毫?/span>P1的變化，隨著液面高度H與兩種液體的密度差 (ρ2-ρ1)的乘積變化而變化。(ρ2-ρ1)是定值，所以P1的變化與H的變化成比例。
圖15是利用KFD差壓儀表檢測控制兩種液體界面高度的示意圖。
安裝時將測量高點接人KFD的負壓室，測量低點接人KFD的正壓室。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
圖15是利用KFD差壓儀表檢測控制兩種液體界面高度的示意圖。
安裝時將測量高點接人KFD的負壓室，測量低點接人KFD的正壓室。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
3、利用KFD差壓儀表檢測液體密度
利用KFD差壓儀表檢測液體密度的原理是：根據(jù)公式 P = ρ×H ，在液位高度H恒定時，隨著液體密度ρ的變化其形成的壓力P變化也成比例地變化，測出此壓力的變化量即可間接測出此液體的密度變化。
（1）開口容器密度的檢測
圖16a所示，設液位的高度為H（容器內(nèi)液面到儀表差壓室中心的高度），如果被測液體的密度從*小密度(ρl)增大到密度(ρh)，則儀表的量程為H×(ρh-ρl)，正遷移量為HPl。
（2）密閉容器內(nèi)液體密度的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。如圖16b所示，負壓容室及其導壓管內(nèi)的標準液密度應大于被測液體的密度 (ρ2＞ρ1h)，以免被測液體混入負壓容室。
儀表量程為：H×(ρ1h-ρ1l)，負遷移量為：Hρ2-Hρ1l。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
（1）開口容器密度的檢測
圖16a所示，設液位的高度為H（容器內(nèi)液面到儀表差壓室中心的高度），如果被測液體的密度從*小密度(ρl)增大到密度(ρh)，則儀表的量程為H×(ρh-ρl)，正遷移量為HPl。
（2）密閉容器內(nèi)液體密度的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。如圖16b所示，負壓容室及其導壓管內(nèi)的標準液密度應大于被測液體的密度 (ρ2＞ρ1h)，以免被測液體混入負壓容室。
儀表量程為：H×(ρ1h-ρ1l)，負遷移量為：Hρ2-Hρ1l。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
4、KFD測量管道流量：
如果在充滿流體的管道中固定放置一個流通面積小于管道截面積的節(jié)流件(如孔板)，控制管內(nèi)流束在通過該節(jié)流件(孔板)時，就會造成局部收縮。在收縮處，流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件(孔板)前后將產(chǎn)生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件。一定的測壓點位置和前后直管段長度，在一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件(孔板)前后的壓差ΔP與流量Q之間有一定的函數(shù)關糸。因此，可以通過用KFD差壓指示調(diào)節(jié)儀測量孔板前后的差壓來測量流量。安裝方式如圖17。
注：利用KFD差壓指示調(diào)節(jié)儀(或差壓指示變送器)與孔板配套測量管道的流量，其設計計算較為復雜。請參考流量測量的專業(yè)書籍。
KF系列氣動基地式指示調(diào)節(jié)儀
應用簡介
氣動基地式儀表是對生產(chǎn)過程中介質(zhì)的壓力、溫度、差壓(流量)、液位等工藝參數(shù)進行檢測和控制的儀表。在一臺儀表中具有測量、顯示和調(diào)節(jié)功能，可對單個被調(diào)參數(shù)構成一個調(diào)節(jié)回路�？稍谏a(chǎn)現(xiàn)進行就地調(diào)節(jié)，故稱為“基地式”儀表。氣動基地式儀表具有防塵、防水、防寒、防爆、不受電磁場、射線的干擾，產(chǎn)品結(jié)構牢靠，維護簡便，以及可直接操縱氣功執(zhí)行機構等優(yōu)點，幾十年來一直在自動控制領域中發(fā)揮重要的作用。即使在當今電子技術、計算機技術和自動化技術高度發(fā)展的年代，在大型的生產(chǎn)裝置中（如300MW、600MW大力發(fā)電機組，30萬噸乙烯裝置）對單沖量的簡單自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)就采用基地式儀表實現(xiàn)對各種參數(shù)的就地調(diào)節(jié)，從而為大系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行創(chuàng)造條件。
一、KF系列產(chǎn)品的構成及工作原理
KF系列儀表的系列化、通用化程度很高，它由6部分功能組成：
（1）測量部分：其作用是把被測參數(shù)成比例地變換成測量組件輸出軸的轉(zhuǎn)角或測量組件扭管的輸出力矩。
（2）測量值指示部分：其作用是把轉(zhuǎn)換成位移后的被測參數(shù)，通過四連桿機構放大成測量指針的示值。
（3）變送部分：其作用是把測量值(即上述輸出軸的轉(zhuǎn)角或輸出力矩值)轉(zhuǎn)換成標準的氣壓信號(20～200KPa)
（4）給定部分：其作用是設定給定指針的示值。有兩種設定方式：通過手操旋鈕設定或通過信號接收單元進行氣信號設定。
（5）調(diào)節(jié)部分：其作用是根據(jù)測量與給定值的偏差，按所選定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號去控制執(zhí)行機構。
（6）其它部分：包括儀表箱殼、氣路板、構成儀表不同功能的附加機構等。
（1）測量部分：其作用是把被測參數(shù)成比例地變換成測量組件輸出軸的轉(zhuǎn)角或測量組件扭管的輸出力矩。
（2）測量值指示部分：其作用是把轉(zhuǎn)換成位移后的被測參數(shù)，通過四連桿機構放大成測量指針的示值。
（3）變送部分：其作用是把測量值(即上述輸出軸的轉(zhuǎn)角或輸出力矩值)轉(zhuǎn)換成標準的氣壓信號(20～200KPa)
（4）給定部分：其作用是設定給定指針的示值。有兩種設定方式：通過手操旋鈕設定或通過信號接收單元進行氣信號設定。
（5）調(diào)節(jié)部分：其作用是根據(jù)測量與給定值的偏差，按所選定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號去控制執(zhí)行機構。
（6）其它部分：包括儀表箱殼、氣路板、構成儀表不同功能的附加機構等。
KF 系列儀表的工作原理如下：
如（圖1）示，由測量單元獲得的與被測量參數(shù)成比例的位移，通過行程連桿帶動測量指針指示測量值。由手操旋鈕帶動給定指針指示給定值。兩指針的位置在差動機構進行比較。當示值不同而存在偏差時，它使偏差連桿在水平方向產(chǎn)生與偏差值成比例的位移。通過反饋桿的撥銷推動安裝在可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤上的擋板，使噴嘴板間的間隙變化，引起噴嘴背壓的改變。經(jīng)過放大器放大而成為調(diào)節(jié)器的輸出壓力。該壓力通入由針閥及彈性氣容組成的微分單元，它對輸入壓力起延緩傳遞作用。隨后，微分單元之輸出進入反饋波紋管，由它驅(qū)動反饋桿，產(chǎn)生垂直方向的位移，反方向地改變噴嘴擋板的間隙，起到負反饋作用。所以當偏差信號出現(xiàn)的瞬間負反饋作用很弱，故輸出值很大，隨著負反饋的加強而逐步減小。與此同時，經(jīng)過微分單元后的壓力通過針伐和氣容組成的積分單元，加在積分波紋管上，驅(qū)動反饋桿產(chǎn)生正反饋作用。只要偏差存在，這種正反饋就繼續(xù)存在，輸出壓力的變化就進行下去。就這樣，輸出壓力按比例、積分、微分的調(diào)節(jié)規(guī)律改變。
二、主要組成部件
1、溫度測量單元
溫度測量組件是由內(nèi)腔充灌滿液體（煤油）或氣體（氮氣）的溫包、毛細管、波紋組件和連桿機構所組成。如（圖2）所示，當溫包受熱后，內(nèi)部介質(zhì)膨脹而導至壓力增大，該壓力經(jīng)毛細管傳遞使測量波紋管產(chǎn)生位移，推動連桿機構，使溫度測量組件的輸出軸產(chǎn)生與被測溫度成比例的輸出轉(zhuǎn)角，通過行程連桿拉動測量指針指示測量值。為了完全補償環(huán)境溫度變化對測量精度的影響，該組件有一套環(huán)境溫度的補償系統(tǒng)，它由補償波紋管（其幾何尺寸與測量波紋完全相同）和毛細管（其幾何尺寸與連接溫包和測量波紋管的毛細管完全相同）所組成，且內(nèi)部充滿同樣的介質(zhì)。兩個波紋管分別作用于兩根連桿上，而兩根連桿由浮動支點連接起來，且浮動支點到兩波紋管的作用點相等。顯然，當環(huán)境溫度變化時，兩波紋管所產(chǎn)生的附加力矩相互抵消，無論環(huán)境溫度如何變化，都不影響輸出轉(zhuǎn)角。
充滿液體介質(zhì)溫包是用于測量-50～300℃的溫度范圍。
充滿氣體介質(zhì)溫包是用于測量0～300℃至0～500℃的溫度范圍
由于本測量組件選用有較大有效面積的波紋管，且其剛度較小，性能穩(wěn)定，因而組件的精度高，性能穩(wěn)定。
充滿氣體介質(zhì)溫包是用于測量0～300℃至0～500℃的溫度范圍
由于本測量組件選用有較大有效面積的波紋管，且其剛度較小，性能穩(wěn)定，因而組件的精度高，性能穩(wěn)定。
2、壓力測量單元
壓力測量單元分為測量范圍固定型和可調(diào)型兩大類。
A：范圍固定型有3種形式：
（1）盤簧管式（見圖3）
測量元件盤簧管的外端為固定端，內(nèi)端為活動端。在被測壓力作用下，由內(nèi)端帶動中心軸，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角輸出。在中心軸上同時裝有平衡重錘，可提高抗震性能。共有15個種規(guī)格，測量范圍為：0～0.3MPa至0～35MPa。
（2）波紋管式：（見圖4）
測量元件波紋管在被測壓力作用下，端蓋產(chǎn)生位移，帶動連桿機構獲得位移輸出。與波紋管裝于同一軸線上的彈簧受壓縮，產(chǎn)生的彈簧力與輸入作用力相平衡。若把彈簧裝于波紋管端蓋的外部，可作低壓測量時使用。若把彈簧裝于波紋管內(nèi)部，則可作負壓測量。共有5種規(guī)格，測量范圍為：-100KPa至200KPa。
A：范圍固定型有3種形式：
（1）盤簧管式（見圖3）
測量元件盤簧管的外端為固定端，內(nèi)端為活動端。在被測壓力作用下，由內(nèi)端帶動中心軸，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角輸出。在中心軸上同時裝有平衡重錘，可提高抗震性能。共有15個種規(guī)格，測量范圍為：0～0.3MPa至0～35MPa。
（2）波紋管式：（見圖4）
測量元件波紋管在被測壓力作用下，端蓋產(chǎn)生位移，帶動連桿機構獲得位移輸出。與波紋管裝于同一軸線上的彈簧受壓縮，產(chǎn)生的彈簧力與輸入作用力相平衡。若把彈簧裝于波紋管端蓋的外部，可作低壓測量時使用。若把彈簧裝于波紋管內(nèi)部，則可作負壓測量。共有5種規(guī)格，測量范圍為：-100KPa至200KPa。
（3）標準信號接收波紋管
它由接收20～100KPa信號的波紋管、拉伸彈簧和連桿機構所組成。其動作原理與上述波紋管式測量單元相同，用于把標準氣壓信號轉(zhuǎn)換成位移的接收部件。
B：壓力范圍可調(diào)型有3種形式：
（1）波登管式（見圖5）
測量元件波登管在輸入壓力作用下,產(chǎn)生與壓力大小成比例的拉力,通過拉動扭臂,從而給扭管施加一個與輸入壓力成比例的扭力矩,此力矩通扭管的引出軸輸出。于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿,從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。共有4種格。測量范圍為0～0.35MPa至0～70MPa。
它由接收20～100KPa信號的波紋管、拉伸彈簧和連桿機構所組成。其動作原理與上述波紋管式測量單元相同，用于把標準氣壓信號轉(zhuǎn)換成位移的接收部件。
B：壓力范圍可調(diào)型有3種形式：
（1）波登管式（見圖5）
測量元件波登管在輸入壓力作用下,產(chǎn)生與壓力大小成比例的拉力,通過拉動扭臂,從而給扭管施加一個與輸入壓力成比例的扭力矩,此力矩通扭管的引出軸輸出。于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿,從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。共有4種格。測量范圍為0～0.35MPa至0～70MPa。
（2）波紋管式：
測量元件是不銹鋼焊接波紋管。結(jié)構形式與上述波登管式相同,共有4種規(guī)格,測量范圍為0～1.33KPa至0～700KPa。
（3）遠程密封膜片式
測量元件是波登管或波紋管，在遠離這些測量元件的位置上裝有連接法蘭，法蘭上焊上與工藝介質(zhì)直接接觸的感測膜片，法蘭與測量元件之間用毛細管連接起來，法蘭內(nèi)腔及毛細管內(nèi)充滿硅油。這樣，被測介質(zhì)的壓力通過感測膜片接收后，經(jīng)毛細管的硅油傳遞到測量元件中去，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的遠程檢測。
連接法蘭有4種形式：
標準型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
插入型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
夾持型法蘭：適用于0～0.35MPa至0～25MPa的測量范圍；
按鈕狀膜片型：（ＰＦ1 1/2”內(nèi)螺紋）適用于0～2.5MPa至0～70MPa的測量范圍。
測量元件是不銹鋼焊接波紋管。結(jié)構形式與上述波登管式相同,共有4種規(guī)格,測量范圍為0～1.33KPa至0～700KPa。
（3）遠程密封膜片式
測量元件是波登管或波紋管，在遠離這些測量元件的位置上裝有連接法蘭，法蘭上焊上與工藝介質(zhì)直接接觸的感測膜片，法蘭與測量元件之間用毛細管連接起來，法蘭內(nèi)腔及毛細管內(nèi)充滿硅油。這樣，被測介質(zhì)的壓力通過感測膜片接收后，經(jīng)毛細管的硅油傳遞到測量元件中去，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的遠程檢測。
連接法蘭有4種形式：
標準型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
插入型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
夾持型法蘭：適用于0～0.35MPa至0～25MPa的測量范圍；
按鈕狀膜片型：（ＰＦ1 1/2”內(nèi)螺紋）適用于0～2.5MPa至0～70MPa的測量范圍。
3、差壓測量單元
差壓測量單元由中間基座和兩塊與它構成高、低壓容室的蓋板組成（見圖6）。
用螺栓把兩塊蓋板固定在中間基座的兩側(cè)，在中間基座的兩邊焊有隔離膜片，在基座內(nèi)部有測量壓差的波紋管，它把基座內(nèi)腔分隔成互不相通的高、低壓腔室，室內(nèi)灌滿硅油，高、低壓介質(zhì)分別送入高、低容室。當有壓差出現(xiàn)時，高壓側(cè)的硅油流經(jīng)阻尼閥推動波紋管向底壓側(cè)方向移動，帶動與波紋管連接起來的扭臂轉(zhuǎn)動，從而對扭管產(chǎn)生與差壓成比例的扭力矩輸出，于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿，從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。
（1）差壓測量單元的測量范圍分成4檔：
高差壓：0～25KPa至0～ 500KPa
中差壓：0～2.5KPa至0～55KPa
低差壓：0～0.5KPa至0～6KPa
微差壓：0～0.1KPa至0～1.2Kpa
（2）差壓測量單元的結(jié)構型式有4種：
標準型、法蘭型、遠程密封膜片型、高靜壓型。
（1）差壓測量單元的測量范圍分成4檔：
高差壓：0～25KPa至0～ 500KPa
中差壓：0～2.5KPa至0～55KPa
低差壓：0～0.5KPa至0～6KPa
微差壓：0～0.1KPa至0～1.2Kpa
（2）差壓測量單元的結(jié)構型式有4種：
標準型、法蘭型、遠程密封膜片型、高靜壓型。
4、液位測量單元
液位測量單元分兩種型式，一種是以密封膜片為支承的高阻尼型（見圖7），另一種是以刀口為支承的扭管型（見圖8）。
浮筒浸入介質(zhì)液里，若液位升高，浮筒所承受的向上浮力也隨之增大，對于以膜片為支承的結(jié)構，此浮力通過浮筒杠桿變成向下的力而傳給金屬拉帶，通過與拉帶相連的扭臂產(chǎn)生一個與液位成比例的扭矩，此力矩通過扭管的引出軸輸出，于是帶動與之相連接的變送單元的主杠桿，從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。對于以刀口為支承的結(jié)構，此浮力作用在由刀口支撐的扭臂上產(chǎn)生一個扭力矩，然后通過扭管的引出軸輸出，于是帶動與之相連接的變送單元的主杠桿，轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號，扭管起軸支承作用和使工藝介質(zhì)與外界隔離的作用。
液位測量單元針對被測對象不同而有繁多的品種規(guī)格：
（1）按測量范圍分：
0～300至0～3000mm共8種,被測介質(zhì)的比重可連續(xù)調(diào)整。
（2）按被測介質(zhì)的比重分,共2種：
中比重：0.4～1.6
低比重：0.1～0.4
（3）按工作壓力分：
日本標準：JIS 10K,30K,63K共3種
美國標淮：ANSI 150,300,600共3種
（4）按連接方式分：
外浮筒式： 側(cè)—側(cè)法蘭式；側(cè)—底法蘭式；
頂—側(cè)法蘭式； 頂—底法蘭式；
內(nèi)浮筒式： 頂裝法蘭式；側(cè)裝法蘭式。
（5）按扭管不同的選材分：
V型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度350℃～400℃
H型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度200℃～350℃
N型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度0～200℃
C型：采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
L型：采用不銹鋼SUS316L，許用溫度-196～0℃
（6）按密封膜片的選材分（用于高阻尼型）
采用SUS316L，許用溫度-196～200℃
采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
液位測量單元針對被測對象不同而有繁多的品種規(guī)格：
（1）按測量范圍分：
0～300至0～3000mm共8種,被測介質(zhì)的比重可連續(xù)調(diào)整。
（2）按被測介質(zhì)的比重分,共2種：
中比重：0.4～1.6
低比重：0.1～0.4
（3）按工作壓力分：
日本標準：JIS 10K,30K,63K共3種
美國標淮：ANSI 150,300,600共3種
（4）按連接方式分：
外浮筒式： 側(cè)—側(cè)法蘭式；側(cè)—底法蘭式；
頂—側(cè)法蘭式； 頂—底法蘭式；
內(nèi)浮筒式： 頂裝法蘭式；側(cè)裝法蘭式。
（5）按扭管不同的選材分：
V型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度350℃～400℃
H型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度200℃～350℃
N型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度0～200℃
C型：采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
L型：采用不銹鋼SUS316L，許用溫度-196～0℃
（6）按密封膜片的選材分（用于高阻尼型）
采用SUS316L，許用溫度-196～200℃
采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
5、漸開線矢量機構
漸開線矢量機構是把測量單元檢測得到的力矩轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號的機構，它同時可實現(xiàn)調(diào)整儀表測量范圍的目的。這種機構區(qū)別于常用的利用改變杠桿支點位置來實現(xiàn)測量力與輸出反饋力平衡的杠桿機構，也區(qū)別于用可撓曲的簧片作為鉸鏈，利用改變測量力與輸出反饋力作用方向的夾角來實現(xiàn)矢量平衡的矢量機構。
漸開線矢量機構由矢量平衡部分，噴嘴擋板放大部分和輸出反饋部分所組成（見圖9）。
漸開線矢量機構由矢量平衡部分，噴嘴擋板放大部分和輸出反饋部分所組成（見圖9）。
矢量部分有一直角形板，其上固定一個支承園柱，且直角頂點位于支承圓柱的圓周上，而直角邊分別通過簧片與傳遞測量力FH的杠桿1和傳遞輸出反饋力Fv的杠桿2相連接。在支承圓周面上固緊了一條柔性金屬帶3 (厚度為0.03mm) 的一端，而另一端則固定在回旋臂的E點上，用于把金屬帶拉緊。E點可繞回旋中心O沿著近似漸開線的一段圓弧槽上移動，使角度θ發(fā)生變化，并且保持金屬帶始終處于與支承圓柱相切的位置，支承圓柱是在FH、Fv和金屬帶張力T共同作用下的浮動支點。
當測量單元接受工藝參數(shù)后，在其扭管引出軸上傳遞出一個與被測參數(shù)成正比的力矩，使安裝在引出軸的杠桿1轉(zhuǎn)動，并對直角形板施加一個測量力FH，使裝在杠桿1上的擋板對噴嘴的距離隨之改變，引起噴嘴背壓變化，經(jīng)放大器放大形成輸出壓力，該壓力同時反饋到波紋管中，經(jīng)杠桿作用產(chǎn)生反饋力Fv，它與FH的合力使金屬帶受拉緊而產(chǎn)生張力T，于是FH、Fv及T構成矢量平衡。從矢量三角形可知：Fv/FH=tanθ。顯然，改變θ角，可改變Fv/FH的值因而改變輸出壓力與測量力之比，即可改變儀表的測量范圍。由于θ角的可調(diào)范圍在50o以上，所以機構具有很寬的量程調(diào)整范圍，量程比在1：20以上。此外，漸開線矢量機構采用了補償辦法，大幅度減小改變量程時產(chǎn)生的零位偏移，達到調(diào)量程與調(diào)零位互不影響，從而大大簡化了調(diào)整手續(xù)。
6、調(diào)節(jié)部分
調(diào)節(jié)部分由差動機構（見圖10）、比例作用單元（見圖11）、微分單元和積分單元（見圖12）等組合而成。
（1）差動機構
差動機構的作用是比較測量值與給定值，并按兩者之偏差大小，由差動片中心點輸出位移信號。該機構的差動片是由浮動形式來支承的。差動片的一端通過小鋼珠餃鏈與測量指針相連，另一端則通過一根浮動轉(zhuǎn)軸與給定指針相連，結(jié)構設計成當測量指針與給定指針重合時，差動片的中心孔正好與兩針的轉(zhuǎn)軸中心處于同一條軸線上。測量指針位移使差動片繞浮動轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，而給定指針位移使差動片繞小鋼珠鉸鏈偏轉(zhuǎn)。若兩針同步移動，則給定指針與測量指針的偏轉(zhuǎn)角度相等，方向相反。因此，當兩針在刻度范圍內(nèi)的任一點上重合時，差動片的中心孔則始終處于兩指針軸的幾何中心線上，此時盡管兩指針同步移動，由于沒有偏差，就沒有位移輸出。
差動機構的作用是比較測量值與給定值，并按兩者之偏差大小，由差動片中心點輸出位移信號。該機構的差動片是由浮動形式來支承的。差動片的一端通過小鋼珠餃鏈與測量指針相連，另一端則通過一根浮動轉(zhuǎn)軸與給定指針相連，結(jié)構設計成當測量指針與給定指針重合時，差動片的中心孔正好與兩針的轉(zhuǎn)軸中心處于同一條軸線上。測量指針位移使差動片繞浮動轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，而給定指針位移使差動片繞小鋼珠鉸鏈偏轉(zhuǎn)。若兩針同步移動，則給定指針與測量指針的偏轉(zhuǎn)角度相等，方向相反。因此，當兩針在刻度范圍內(nèi)的任一點上重合時，差動片的中心孔則始終處于兩指針軸的幾何中心線上，此時盡管兩指針同步移動，由于沒有偏差，就沒有位移輸出。
（2）比例作用單元
比例作用單元由比例帶設定機構和反饋部件所組成。前者是一個可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤，盤上裝有噴咀檔板機構，反饋部件采用孿生波紋管作為正、負反饋波紋管。孿生波紋管是用一體成型的方法制造成的，在波紋管的中部用橡膠膜片，硬芯分隔成兩個腔室，當正、負反饋壓力不相等時，中部硬芯帶動反饋杠桿產(chǎn)生上下移動。同時，由差動機構傳送來的偏差位移通過偏差連桿的傳遞，使反饋桿作左右擺動，兩個方向的合成運動通過反饋桿上的撥銷去撥動檔板引起噴咀背壓的改變，送到放大器進行功率放大。當轉(zhuǎn)動比例度盤，便改變了檔板對偏差連桿的夾角，使偏差位移在垂直檔板方向的分量也改變，故同樣的偏差位移所引起的檔板位移大小不同，即改變了比例度。
比例作用單元由比例帶設定機構和反饋部件所組成。前者是一個可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤，盤上裝有噴咀檔板機構，反饋部件采用孿生波紋管作為正、負反饋波紋管。孿生波紋管是用一體成型的方法制造成的，在波紋管的中部用橡膠膜片，硬芯分隔成兩個腔室，當正、負反饋壓力不相等時，中部硬芯帶動反饋杠桿產(chǎn)生上下移動。同時，由差動機構傳送來的偏差位移通過偏差連桿的傳遞，使反饋桿作左右擺動，兩個方向的合成運動通過反饋桿上的撥銷去撥動檔板引起噴咀背壓的改變，送到放大器進行功率放大。當轉(zhuǎn)動比例度盤，便改變了檔板對偏差連桿的夾角，使偏差位移在垂直檔板方向的分量也改變，故同樣的偏差位移所引起的檔板位移大小不同，即改變了比例度。
（3）積分單元及微分單元
積分單元由針伐和氣容室組成。積分單元是接在調(diào)節(jié)器的正反饋通道上的，它的輸出端接到調(diào)節(jié)器的正反饋波紋管。只要測量與給定的偏差存在，與偏差成比例的壓力就會加到針閥的前后，通過針閥和積分容室不斷地改變正反饋波紋管內(nèi)的壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力不斷改變，這便是積分作用。針閥的開啟度決定了這個作用進行的速度，即決定積分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
微分單元由針伐、氣容室、裝在氣容室內(nèi)的波紋管和手動微分旁路開關所組成。調(diào)節(jié)器輸出端接到微分單元的輸入端，微分單元的輸出端接到調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管，當偏差成比例的壓力加到微分單元的輸入端時，便分成兩路，一路進入氣容室內(nèi)的微分波紋管，另一路經(jīng)微分針閥進入調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管。由于針閥的節(jié)流作用而延緩改變調(diào)節(jié)器的負反饋壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力瞬間增大，產(chǎn)生微分作用，又由于微分波紋管的彈性作用使波紋管內(nèi)外壓力漸趨于平衡，負反饋作用逐漸加強，微分作用逐漸消失。針閥開啟度決定了微分作用延續(xù)時間，即決定微分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
在裝有微分單元而又不用微分作用時，只要將微分旁路開關反時針方向轉(zhuǎn)到頭就行（此時傍路開關打開，放大器輸出直接通入積分單元和反饋氣室）。
（4）開關作用單元及差隙作用單元（見圖13）
開關作用單元是一種在比例作用單元上拆除了正、負反饋波紋管的單元。它的反饋杠桿由偏差連桿帶動，只能作左右偏擺而無上下移動。由于沒有反饋作用，只有極微小的偏差，噴咀就處于全開啟或全關閉狀態(tài)。噴咀背壓直接輸入放大器，因而調(diào)節(jié)器的輸出或者是*小值，或者是值，從而實現(xiàn)開關作用。
積分單元由針伐和氣容室組成。積分單元是接在調(diào)節(jié)器的正反饋通道上的，它的輸出端接到調(diào)節(jié)器的正反饋波紋管。只要測量與給定的偏差存在，與偏差成比例的壓力就會加到針閥的前后，通過針閥和積分容室不斷地改變正反饋波紋管內(nèi)的壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力不斷改變，這便是積分作用。針閥的開啟度決定了這個作用進行的速度，即決定積分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
微分單元由針伐、氣容室、裝在氣容室內(nèi)的波紋管和手動微分旁路開關所組成。調(diào)節(jié)器輸出端接到微分單元的輸入端，微分單元的輸出端接到調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管，當偏差成比例的壓力加到微分單元的輸入端時，便分成兩路，一路進入氣容室內(nèi)的微分波紋管，另一路經(jīng)微分針閥進入調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管。由于針閥的節(jié)流作用而延緩改變調(diào)節(jié)器的負反饋壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力瞬間增大，產(chǎn)生微分作用，又由于微分波紋管的彈性作用使波紋管內(nèi)外壓力漸趨于平衡，負反饋作用逐漸加強，微分作用逐漸消失。針閥開啟度決定了微分作用延續(xù)時間，即決定微分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
在裝有微分單元而又不用微分作用時，只要將微分旁路開關反時針方向轉(zhuǎn)到頭就行（此時傍路開關打開，放大器輸出直接通入積分單元和反饋氣室）。
（4）開關作用單元及差隙作用單元（見圖13）
開關作用單元是一種在比例作用單元上拆除了正、負反饋波紋管的單元。它的反饋杠桿由偏差連桿帶動，只能作左右偏擺而無上下移動。由于沒有反饋作用，只有極微小的偏差，噴咀就處于全開啟或全關閉狀態(tài)。噴咀背壓直接輸入放大器，因而調(diào)節(jié)器的輸出或者是*小值，或者是值，從而實現(xiàn)開關作用。
差隙作用單元是一種在比例單元基礎上只使用正反饋波紋管而不使用負反饋波紋管的單元。即：把調(diào)節(jié)器的輸出壓力引入正反饋波紋管，讓負反饋波紋管通大氣，它相當于一個剛度很小的彈簧。
差隙作用又稱為帶死區(qū)的開關作用。這里以正作用的差隙調(diào)節(jié)器為說明差隙動作原理：在測量值低于給定值（即負偏差）時，由偏差連桿帶動反饋桿的撥銷使噴咀處于全開啟狀態(tài)。噴咀背壓接近于零，調(diào)節(jié)器輸出為*小值。當測量值達到給定值時，擋板隨之進入工作區(qū)，噴咀背壓開始升高，輸出也開始升高，于是正反饋波紋管壓力隨之升高，使得反饋桿連同撥銷下移，帶動擋板進一步靠近噴咀，使得背壓進一步升高，輸出壓力也進一步升高。如此循環(huán)下去，使擋板迅速蓋死噴咀，從而使輸出壓力迅速達到值。此后，若測量值重新下降，出現(xiàn)負偏差，但由于拔銷對擋板的作用點已下移，不能馬上推動擋板打開噴咀，直至負偏差達到某一值時，拔銷才能拔動擋板打開噴咀，輸出壓力重新迅速下降為*小值，這個負偏差就是差隙幅值。
差隙單元相當于比例單元的比例度盤稱為差隙度盤，轉(zhuǎn)動差隙度盤可以使差隙幅值在1～100%FS范圍內(nèi)隨意設定。
差隙作用又稱為帶死區(qū)的開關作用。這里以正作用的差隙調(diào)節(jié)器為說明差隙動作原理：在測量值低于給定值（即負偏差）時，由偏差連桿帶動反饋桿的撥銷使噴咀處于全開啟狀態(tài)。噴咀背壓接近于零，調(diào)節(jié)器輸出為*小值。當測量值達到給定值時，擋板隨之進入工作區(qū)，噴咀背壓開始升高，輸出也開始升高，于是正反饋波紋管壓力隨之升高，使得反饋桿連同撥銷下移，帶動擋板進一步靠近噴咀，使得背壓進一步升高，輸出壓力也進一步升高。如此循環(huán)下去，使擋板迅速蓋死噴咀，從而使輸出壓力迅速達到值。此后，若測量值重新下降，出現(xiàn)負偏差，但由于拔銷對擋板的作用點已下移，不能馬上推動擋板打開噴咀，直至負偏差達到某一值時，拔銷才能拔動擋板打開噴咀，輸出壓力重新迅速下降為*小值，這個負偏差就是差隙幅值。
差隙單元相當于比例單元的比例度盤稱為差隙度盤，轉(zhuǎn)動差隙度盤可以使差隙幅值在1～100%FS范圍內(nèi)隨意設定。
三、KF系列儀表的特點
1、系列品種齊全、調(diào)節(jié)功能豐富
KF系列儀表通過更換多種的測量組件，對各種生產(chǎn)過程的溫度、壓力、液位、差壓（流量）等工藝參數(shù)進行檢測和控制，其應用范圍能復蓋大多數(shù)控制領域。
（1）測量范圍
溫度：-50℃～+500℃
壓力：0～6.5Kpa至0～70MPa
絕對壓力：0～6.5Kpa abs至0～700Kpa abs
（2）調(diào)節(jié)功能：
開—關、差隙、P+手動積分、PI、PID、 PD+手動積分
PI+限幅、P+外部積分、PD+外部積分
（1）測量范圍
溫度：-50℃～+500℃
壓力：0～6.5Kpa至0～70MPa
絕對壓力：0～6.5Kpa abs至0～700Kpa abs
（2）調(diào)節(jié)功能：
開—關、差隙、P+手動積分、PI、PID、 PD+手動積分
PI+限幅、P+外部積分、PD+外部積分
2、儀表功能的伸縮性強、組合靈活
KF系列儀表在總體設計上有完整周密的考慮,儀表結(jié)構單元化、功能組件化，可選擇各種功能組件裝到儀表箱殼內(nèi)的氣路板上，組成各種規(guī)格的儀表，像單元組合儀表一樣，能自由地組合成各種調(diào)節(jié)功能和附加功能的控制系統(tǒng)。例如能實現(xiàn)外部氣給定、積分限幅、外部積分、被測參數(shù)的變送輸出等等。
各功能組件是用螺釘緊固在氣路板的平面上，其連接氣孔以O型橡膠環(huán)密封，氣路板線路結(jié)構在設計時考慮到了能將所有功能單元同時安裝在上面，組合時對不需要用的功能單元的相應安裝位置以封板加以封死即可。
各功能組件是用螺釘緊固在氣路板的平面上，其連接氣孔以O型橡膠環(huán)密封，氣路板線路結(jié)構在設計時考慮到了能將所有功能單元同時安裝在上面，組合時對不需要用的功能單元的相應安裝位置以封板加以封死即可。
3、儀表的精度高、性能穩(wěn)定可靠
（1）采用新穎的產(chǎn)品結(jié)構設計
以KFD差壓測量單元為例�？紤]到儀表使用環(huán)境的溫度變化，儀表使用工作壓力的變化會造成儀表的誤差，分析產(chǎn)生溫度附加誤差的主要原因是測量組件的高、低壓側(cè)的彈性元件及所灌的硅油在受熱膨脹時形成不相等的附加壓力造成的。所以，把它的結(jié)構設計成為容積系數(shù)可調(diào)整的結(jié)構。在制造工藝上解決了令高、低壓側(cè)容積匹配的問題，從而使這種測量單元具有高精度。又如：溫度測量組件采用了對環(huán)境溫度變化影響的全補償結(jié)構，使其具有比同類產(chǎn)品更高的精度。
KF系列儀表的調(diào)節(jié)器采用了新發(fā)明的孿生波紋管，它區(qū)別于普通波紋管之處是把兩個波紋管用一體成型的方法制成，使兩波紋管的有效面積差和剛度差忽略不計，用作調(diào)節(jié)器的正、負反饋波紋管時，不需要進行選配，裝配十分方便，使調(diào)節(jié)器的精度、穩(wěn)定性和可靠性都得到提高。
儀表的變送單元采用漸開線矢量機構，測量范圍可調(diào)整20倍以上，變送精度達0.5級以上，且調(diào)整測量范圍與調(diào)整零位互不影響，因而調(diào)整十分方便。
由于儀表采用了氣路板，避免了舊式氣動基地式儀表使用膠管作空氣通道所存在的管子老化問題和泄漏問題，氣路板與箱殼和各功能單元的連接口采用O形橡膠環(huán)密封，其密封性能好，提高了可靠性和耐惡劣環(huán)境的能力。
以KFD差壓測量單元為例�？紤]到儀表使用環(huán)境的溫度變化，儀表使用工作壓力的變化會造成儀表的誤差，分析產(chǎn)生溫度附加誤差的主要原因是測量組件的高、低壓側(cè)的彈性元件及所灌的硅油在受熱膨脹時形成不相等的附加壓力造成的。所以，把它的結(jié)構設計成為容積系數(shù)可調(diào)整的結(jié)構。在制造工藝上解決了令高、低壓側(cè)容積匹配的問題，從而使這種測量單元具有高精度。又如：溫度測量組件采用了對環(huán)境溫度變化影響的全補償結(jié)構，使其具有比同類產(chǎn)品更高的精度。
KF系列儀表的調(diào)節(jié)器采用了新發(fā)明的孿生波紋管，它區(qū)別于普通波紋管之處是把兩個波紋管用一體成型的方法制成，使兩波紋管的有效面積差和剛度差忽略不計，用作調(diào)節(jié)器的正、負反饋波紋管時，不需要進行選配，裝配十分方便，使調(diào)節(jié)器的精度、穩(wěn)定性和可靠性都得到提高。
儀表的變送單元采用漸開線矢量機構，測量范圍可調(diào)整20倍以上，變送精度達0.5級以上，且調(diào)整測量范圍與調(diào)整零位互不影響，因而調(diào)整十分方便。
由于儀表采用了氣路板，避免了舊式氣動基地式儀表使用膠管作空氣通道所存在的管子老化問題和泄漏問題，氣路板與箱殼和各功能單元的連接口采用O形橡膠環(huán)密封，其密封性能好，提高了可靠性和耐惡劣環(huán)境的能力。
（2）采用精湛的技術
由于KF系列儀表性能指標高，制造工藝難度大，所以采用了許多的工藝技術。例如差壓測量組件，要求把銅波紋管焊到不銹鋼基座上，而焊縫距離波紋管只有4mm,焊接時產(chǎn)生的高溫可能使波紋管退火而失去彈性。這里采用了電子束焊技術，它是以集中的高能電子束轟擊工件表面時產(chǎn)生的熱能熔化金屬來形成金屬接合的焊接方法，其特點是焊縫窄而深(寬度小于3mm、深度17mm以上)、熱影響范圍小，這是其他焊接方法難以解決的。此外，還根據(jù)不同需要，采用高頻焊接，微束氬弧焊接、等離子焊接等現(xiàn)代的焊接技術。又例如：氣路板是由250×200mm2的金屬板上粘接上0.6mm金屬薄板而成，要求通入140KPa的壓縮空氣時，氣路暢通、不泄露、不串通、粘接牢固，不受環(huán)境溫度影響而剝離，這里采用了的粘接技術。再如：對差壓測量單元的膜盒內(nèi)腔充灌硅油是采用了高真空充灌技術，其真空度達到10-5托。對焊縫質(zhì)量采用氦質(zhì)譜檢漏技術檢查微孔滲漏。
正因為有可靠的工藝手段，所以KF系列儀表的扭管組件、差壓測量單元等關鍵部件采用了全焊接結(jié)構，零部件不能拆卸，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證了儀表整機的穩(wěn)定和可靠。
（3）優(yōu)良的選材
儀表的彈性元件、盤簧管、扭管、膜片、不銹鋼波紋管、膜盒等采用優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材料SUS316制造，具有良好的彈性和耐腐蝕性。為了適用于具有強腐蝕性的介質(zhì)，對接觸介質(zhì)的零件，按需要采用蒙乃爾合金、耐熱彈性合金、鉭材、哈氏合金等材料制造�？紤]到儀表在現(xiàn)場使用的環(huán)境比較惡劣，儀表的箱殼采用鑄鋁合金制造，并噴涂防腐漆。
4、具有對現(xiàn)場環(huán)境的良好適應性
（1）儀表采用了防塵、防水、防震結(jié)構。對于抗震性能較差的壓力和溫度測量元件，采用了相應的抗震措施。例如：盤簧管壓力測量組件的輸出位移是從回旋中心取出的，組件裝有平衡重錘，使重心落在轉(zhuǎn)軸上，從而減小震動對輸出的影響。又如：溫度測量組件中采用較大的波紋管，使組件在較大的力矩作用下平衡，提高了儀表的抗震能力。
（2）為了使儀表在工藝介質(zhì)波動頻繁的場合下能正常使用，在差壓、液位的測量組件上均裝有可調(diào)的阻尼機構。
（3）為適應強腐蝕或高粘度的工藝介質(zhì)的測量和控制需要，除了在零件的選材上加以解決外，還在產(chǎn)品結(jié)構設計上采取措施。例如有法蘭式、法蘭插入式和雙法蘭式等多品種規(guī)格供用戶選擇。
（2）為了使儀表在工藝介質(zhì)波動頻繁的場合下能正常使用，在差壓、液位的測量組件上均裝有可調(diào)的阻尼機構。
（3）為適應強腐蝕或高粘度的工藝介質(zhì)的測量和控制需要，除了在零件的選材上加以解決外，還在產(chǎn)品結(jié)構設計上采取措施。例如有法蘭式、法蘭插入式和雙法蘭式等多品種規(guī)格供用戶選擇。
5、操作和維護簡單方便
為了避免使用人員的誤操作，在表門背面貼有使用說明牌；為了避免誤裝配，十字槽螺釘表示固定用螺釘，一字槽釘表示調(diào)整螺釘；凡供操作人員操作用的部位用黑色來加以區(qū)分，例如設定旋鈕、手操旋扭、切換開關手柄等。
當需耍維修儀表的部件時，只要將部件從氣路板上拆下來維修即可，無需將整機從配管中卸下來。由于儀表零部件的通用性強，只需要少量備品備件，而且維護操作技能也很容易掌握。
當需耍維修儀表的部件時，只要將部件從氣路板上拆下來維修即可，無需將整機從配管中卸下來。由于儀表零部件的通用性強，只需要少量備品備件，而且維護操作技能也很容易掌握。
四、KF系列氣動基地式儀表的使用
KFP、KFT、KFL、KFD、KFK直接檢測被控對象的壓力、溫度、液位、差壓、壓力的參數(shù)，顯示參數(shù)、經(jīng)調(diào)節(jié)后，輸出0.2～1Kgf/cm2氣壓信號。
利用KFD還可以檢測液體的液位、界面、密度和流量。
1、利用KFD檢測液位：
利用差壓儀表檢測控制液位或界面時，要特別注意儀表安裝位置等引起的誤差，要正確利用正負遷移以消除其影響。
（1）開口容器液位的檢測控制
根據(jù)液體中任一點的側(cè)壓力P等于液體的密度ρ與該點距液面深度H的積。
公式： P = ρ×H
從圖14a可以得出，儀表的量程等于從液位到液位P2的變化值(ρ×H0)。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
（2）密閉容器液位的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。
如圖14b所示，儀表的量程：ρ×H0。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
安裝時，將氣相控制點的壓力接入KFD的負壓室（開口容器時KFD負壓室通大氣），液相控制點的壓力接入KFD的正壓室，KFD就可以指示調(diào)節(jié)液位。
（1）開口容器液位的檢測控制
根據(jù)液體中任一點的側(cè)壓力P等于液體的密度ρ與該點距液面深度H的積。
公式： P = ρ×H
從圖14a可以得出，儀表的量程等于從液位到液位P2的變化值(ρ×H0)。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
（2）密閉容器液位的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。
如圖14b所示，儀表的量程：ρ×H0。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
安裝時，將氣相控制點的壓力接入KFD的負壓室（開口容器時KFD負壓室通大氣），液相控制點的壓力接入KFD的正壓室，KFD就可以指示調(diào)節(jié)液位。
2、利用KFD檢測兩種不同密度的液體的界面：
利用KFD差壓檢測兩種液休界面的基本原理是：在滿罐的兩種不同密度的液體中，如果內(nèi)壓力恒定，界面?zhèn)葔毫?/span>P1的變化，隨著液面高度H與兩種液體的密度差 (ρ2-ρ1)的乘積變化而變化。(ρ2-ρ1)是定值，所以P1的變化與H的變化成比例。
圖15是利用KFD差壓儀表檢測控制兩種液體界面高度的示意圖。
安裝時將測量高點接人KFD的負壓室，測量低點接人KFD的正壓室。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
圖15是利用KFD差壓儀表檢測控制兩種液體界面高度的示意圖。
安裝時將測量高點接人KFD的負壓室，測量低點接人KFD的正壓室。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
3、利用KFD差壓儀表檢測液體密度
利用KFD差壓儀表檢測液體密度的原理是：根據(jù)公式 P = ρ×H ，在液位高度H恒定時，隨著液體密度ρ的變化其形成的壓力P變化也成比例地變化，測出此壓力的變化量即可間接測出此液體的密度變化。
（1）開口容器密度的檢測
圖16a所示，設液位的高度為H（容器內(nèi)液面到儀表差壓室中心的高度），如果被測液體的密度從*小密度(ρl)增大到密度(ρh)，則儀表的量程為H×(ρh-ρl)，正遷移量為HPl。
（2）密閉容器內(nèi)液體密度的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。如圖16b所示，負壓容室及其導壓管內(nèi)的標準液密度應大于被測液體的密度 (ρ2＞ρ1h)，以免被測液體混入負壓容室。
儀表量程為：H×(ρ1h-ρ1l)，負遷移量為：Hρ2-Hρ1l。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
（1）開口容器密度的檢測
圖16a所示，設液位的高度為H（容器內(nèi)液面到儀表差壓室中心的高度），如果被測液體的密度從*小密度(ρl)增大到密度(ρh)，則儀表的量程為H×(ρh-ρl)，正遷移量為HPl。
（2）密閉容器內(nèi)液體密度的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。如圖16b所示，負壓容室及其導壓管內(nèi)的標準液密度應大于被測液體的密度 (ρ2＞ρ1h)，以免被測液體混入負壓容室。
儀表量程為：H×(ρ1h-ρ1l)，負遷移量為：Hρ2-Hρ1l。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
4、KFD測量管道流量：
如果在充滿流體的管道中固定放置一個流通面積小于管道截面積的節(jié)流件(如孔板)，控制管內(nèi)流束在通過該節(jié)流件(孔板)時，就會造成局部收縮。在收縮處，流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件(孔板)前后將產(chǎn)生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件。一定的測壓點位置和前后直管段長度，在一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件(孔板)前后的壓差ΔP與流量Q之間有一定的函數(shù)關糸。因此，可以通過用KFD差壓指示調(diào)節(jié)儀測量孔板前后的差壓來測量流量。安裝方式如圖17。
注：利用KFD差壓指示調(diào)節(jié)儀(或差壓指示變送器)與孔板配套測量管道的流量，其設計計算較為復雜。請參考流量測量的專業(yè)書籍。
KF系列氣動基地式指示調(diào)節(jié)儀
應用簡介
氣動基地式儀表是對生產(chǎn)過程中介質(zhì)的壓力、溫度、差壓(流量)、液位等工藝參數(shù)進行檢測和控制的儀表。在一臺儀表中具有測量、顯示和調(diào)節(jié)功能，可對單個被調(diào)參數(shù)構成一個調(diào)節(jié)回路�？稍谏a(chǎn)現(xiàn)進行就地調(diào)節(jié)，故稱為“基地式”儀表。氣動基地式儀表具有防塵、防水、防寒、防爆、不受電磁場、射線的干擾，產(chǎn)品結(jié)構牢靠，維護簡便，以及可直接操縱氣功執(zhí)行機構等優(yōu)點，幾十年來一直在自動控制領域中發(fā)揮重要的作用。即使在當今電子技術、計算機技術和自動化技術高度發(fā)展的年代，在大型的生產(chǎn)裝置中（如300MW、600MW大力發(fā)電機組，30萬噸乙烯裝置）對單沖量的簡單自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)就采用基地式儀表實現(xiàn)對各種參數(shù)的就地調(diào)節(jié)，從而為大系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行創(chuàng)造條件。
一、KF系列產(chǎn)品的構成及工作原理
KF系列儀表的系列化、通用化程度很高，它由6部分功能組成：
（1）測量部分：其作用是把被測參數(shù)成比例地變換成測量組件輸出軸的轉(zhuǎn)角或測量組件扭管的輸出力矩。
（2）測量值指示部分：其作用是把轉(zhuǎn)換成位移后的被測參數(shù)，通過四連桿機構放大成測量指針的示值。
（3）變送部分：其作用是把測量值(即上述輸出軸的轉(zhuǎn)角或輸出力矩值)轉(zhuǎn)換成標準的氣壓信號(20～200KPa)
（4）給定部分：其作用是設定給定指針的示值。有兩種設定方式：通過手操旋鈕設定或通過信號接收單元進行氣信號設定。
（5）調(diào)節(jié)部分：其作用是根據(jù)測量與給定值的偏差，按所選定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號去控制執(zhí)行機構。
（6）其它部分：包括儀表箱殼、氣路板、構成儀表不同功能的附加機構等。
（1）測量部分：其作用是把被測參數(shù)成比例地變換成測量組件輸出軸的轉(zhuǎn)角或測量組件扭管的輸出力矩。
（2）測量值指示部分：其作用是把轉(zhuǎn)換成位移后的被測參數(shù)，通過四連桿機構放大成測量指針的示值。
（3）變送部分：其作用是把測量值(即上述輸出軸的轉(zhuǎn)角或輸出力矩值)轉(zhuǎn)換成標準的氣壓信號(20～200KPa)
（4）給定部分：其作用是設定給定指針的示值。有兩種設定方式：通過手操旋鈕設定或通過信號接收單元進行氣信號設定。
（5）調(diào)節(jié)部分：其作用是根據(jù)測量與給定值的偏差，按所選定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號去控制執(zhí)行機構。
（6）其它部分：包括儀表箱殼、氣路板、構成儀表不同功能的附加機構等。
KF 系列儀表的工作原理如下：
如（圖1）示，由測量單元獲得的與被測量參數(shù)成比例的位移，通過行程連桿帶動測量指針指示測量值。由手操旋鈕帶動給定指針指示給定值。兩指針的位置在差動機構進行比較。當示值不同而存在偏差時，它使偏差連桿在水平方向產(chǎn)生與偏差值成比例的位移。通過反饋桿的撥銷推動安裝在可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤上的擋板，使噴嘴板間的間隙變化，引起噴嘴背壓的改變。經(jīng)過放大器放大而成為調(diào)節(jié)器的輸出壓力。該壓力通入由針閥及彈性氣容組成的微分單元，它對輸入壓力起延緩傳遞作用。隨后，微分單元之輸出進入反饋波紋管，由它驅(qū)動反饋桿，產(chǎn)生垂直方向的位移，反方向地改變噴嘴擋板的間隙，起到負反饋作用。所以當偏差信號出現(xiàn)的瞬間負反饋作用很弱，故輸出值很大，隨著負反饋的加強而逐步減小。與此同時，經(jīng)過微分單元后的壓力通過針伐和氣容組成的積分單元，加在積分波紋管上，驅(qū)動反饋桿產(chǎn)生正反饋作用。只要偏差存在，這種正反饋就繼續(xù)存在，輸出壓力的變化就進行下去。就這樣，輸出壓力按比例、積分、微分的調(diào)節(jié)規(guī)律改變。
二、主要組成部件
1、溫度測量單元
溫度測量組件是由內(nèi)腔充灌滿液體（煤油）或氣體（氮氣）的溫包、毛細管、波紋組件和連桿機構所組成。如（圖2）所示，當溫包受熱后，內(nèi)部介質(zhì)膨脹而導至壓力增大，該壓力經(jīng)毛細管傳遞使測量波紋管產(chǎn)生位移，推動連桿機構，使溫度測量組件的輸出軸產(chǎn)生與被測溫度成比例的輸出轉(zhuǎn)角，通過行程連桿拉動測量指針指示測量值。為了完全補償環(huán)境溫度變化對測量精度的影響，該組件有一套環(huán)境溫度的補償系統(tǒng)，它由補償波紋管（其幾何尺寸與測量波紋完全相同）和毛細管（其幾何尺寸與連接溫包和測量波紋管的毛細管完全相同）所組成，且內(nèi)部充滿同樣的介質(zhì)。兩個波紋管分別作用于兩根連桿上，而兩根連桿由浮動支點連接起來，且浮動支點到兩波紋管的作用點相等。顯然，當環(huán)境溫度變化時，兩波紋管所產(chǎn)生的附加力矩相互抵消，無論環(huán)境溫度如何變化，都不影響輸出轉(zhuǎn)角。
充滿液體介質(zhì)溫包是用于測量-50～300℃的溫度范圍。
充滿氣體介質(zhì)溫包是用于測量0～300℃至0～500℃的溫度范圍
由于本測量組件選用有較大有效面積的波紋管，且其剛度較小，性能穩(wěn)定，因而組件的精度高，性能穩(wěn)定。
充滿氣體介質(zhì)溫包是用于測量0～300℃至0～500℃的溫度范圍
由于本測量組件選用有較大有效面積的波紋管，且其剛度較小，性能穩(wěn)定，因而組件的精度高，性能穩(wěn)定。
2、壓力測量單元
壓力測量單元分為測量范圍固定型和可調(diào)型兩大類。
A：范圍固定型有3種形式：
（1）盤簧管式（見圖3）
測量元件盤簧管的外端為固定端，內(nèi)端為活動端。在被測壓力作用下，由內(nèi)端帶動中心軸，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角輸出。在中心軸上同時裝有平衡重錘，可提高抗震性能。共有15個種規(guī)格，測量范圍為：0～0.3MPa至0～35MPa。
（2）波紋管式：（見圖4）
測量元件波紋管在被測壓力作用下，端蓋產(chǎn)生位移，帶動連桿機構獲得位移輸出。與波紋管裝于同一軸線上的彈簧受壓縮，產(chǎn)生的彈簧力與輸入作用力相平衡。若把彈簧裝于波紋管端蓋的外部，可作低壓測量時使用。若把彈簧裝于波紋管內(nèi)部，則可作負壓測量。共有5種規(guī)格，測量范圍為：-100KPa至200KPa。
A：范圍固定型有3種形式：
（1）盤簧管式（見圖3）
測量元件盤簧管的外端為固定端，內(nèi)端為活動端。在被測壓力作用下，由內(nèi)端帶動中心軸，產(chǎn)生轉(zhuǎn)角輸出。在中心軸上同時裝有平衡重錘，可提高抗震性能。共有15個種規(guī)格，測量范圍為：0～0.3MPa至0～35MPa。
（2）波紋管式：（見圖4）
測量元件波紋管在被測壓力作用下，端蓋產(chǎn)生位移，帶動連桿機構獲得位移輸出。與波紋管裝于同一軸線上的彈簧受壓縮，產(chǎn)生的彈簧力與輸入作用力相平衡。若把彈簧裝于波紋管端蓋的外部，可作低壓測量時使用。若把彈簧裝于波紋管內(nèi)部，則可作負壓測量。共有5種規(guī)格，測量范圍為：-100KPa至200KPa。
（3）標準信號接收波紋管
它由接收20～100KPa信號的波紋管、拉伸彈簧和連桿機構所組成。其動作原理與上述波紋管式測量單元相同，用于把標準氣壓信號轉(zhuǎn)換成位移的接收部件。
B：壓力范圍可調(diào)型有3種形式：
（1）波登管式（見圖5）
測量元件波登管在輸入壓力作用下,產(chǎn)生與壓力大小成比例的拉力,通過拉動扭臂,從而給扭管施加一個與輸入壓力成比例的扭力矩,此力矩通扭管的引出軸輸出。于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿,從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。共有4種格。測量范圍為0～0.35MPa至0～70MPa。
它由接收20～100KPa信號的波紋管、拉伸彈簧和連桿機構所組成。其動作原理與上述波紋管式測量單元相同，用于把標準氣壓信號轉(zhuǎn)換成位移的接收部件。
B：壓力范圍可調(diào)型有3種形式：
（1）波登管式（見圖5）
測量元件波登管在輸入壓力作用下,產(chǎn)生與壓力大小成比例的拉力,通過拉動扭臂,從而給扭管施加一個與輸入壓力成比例的扭力矩,此力矩通扭管的引出軸輸出。于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿,從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。共有4種格。測量范圍為0～0.35MPa至0～70MPa。
（2）波紋管式：
測量元件是不銹鋼焊接波紋管。結(jié)構形式與上述波登管式相同,共有4種規(guī)格,測量范圍為0～1.33KPa至0～700KPa。
（3）遠程密封膜片式
測量元件是波登管或波紋管，在遠離這些測量元件的位置上裝有連接法蘭，法蘭上焊上與工藝介質(zhì)直接接觸的感測膜片，法蘭與測量元件之間用毛細管連接起來，法蘭內(nèi)腔及毛細管內(nèi)充滿硅油。這樣，被測介質(zhì)的壓力通過感測膜片接收后，經(jīng)毛細管的硅油傳遞到測量元件中去，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的遠程檢測。
連接法蘭有4種形式：
標準型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
插入型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
夾持型法蘭：適用于0～0.35MPa至0～25MPa的測量范圍；
按鈕狀膜片型：（ＰＦ1 1/2”內(nèi)螺紋）適用于0～2.5MPa至0～70MPa的測量范圍。
測量元件是不銹鋼焊接波紋管。結(jié)構形式與上述波登管式相同,共有4種規(guī)格,測量范圍為0～1.33KPa至0～700KPa。
（3）遠程密封膜片式
測量元件是波登管或波紋管，在遠離這些測量元件的位置上裝有連接法蘭，法蘭上焊上與工藝介質(zhì)直接接觸的感測膜片，法蘭與測量元件之間用毛細管連接起來，法蘭內(nèi)腔及毛細管內(nèi)充滿硅油。這樣，被測介質(zhì)的壓力通過感測膜片接收后，經(jīng)毛細管的硅油傳遞到測量元件中去，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的遠程檢測。
連接法蘭有4種形式：
標準型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
插入型法蘭：適用于0～3.5MPa以下的測量范圍；
夾持型法蘭：適用于0～0.35MPa至0～25MPa的測量范圍；
按鈕狀膜片型：（ＰＦ1 1/2”內(nèi)螺紋）適用于0～2.5MPa至0～70MPa的測量范圍。
3、差壓測量單元
差壓測量單元由中間基座和兩塊與它構成高、低壓容室的蓋板組成（見圖6）。
用螺栓把兩塊蓋板固定在中間基座的兩側(cè)，在中間基座的兩邊焊有隔離膜片，在基座內(nèi)部有測量壓差的波紋管，它把基座內(nèi)腔分隔成互不相通的高、低壓腔室，室內(nèi)灌滿硅油，高、低壓介質(zhì)分別送入高、低容室。當有壓差出現(xiàn)時，高壓側(cè)的硅油流經(jīng)阻尼閥推動波紋管向底壓側(cè)方向移動，帶動與波紋管連接起來的扭臂轉(zhuǎn)動，從而對扭管產(chǎn)生與差壓成比例的扭力矩輸出，于是帶動與它相連接的變送單元的主杠桿，從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。
（1）差壓測量單元的測量范圍分成4檔：
高差壓：0～25KPa至0～ 500KPa
中差壓：0～2.5KPa至0～55KPa
低差壓：0～0.5KPa至0～6KPa
微差壓：0～0.1KPa至0～1.2Kpa
（2）差壓測量單元的結(jié)構型式有4種：
標準型、法蘭型、遠程密封膜片型、高靜壓型。
（1）差壓測量單元的測量范圍分成4檔：
高差壓：0～25KPa至0～ 500KPa
中差壓：0～2.5KPa至0～55KPa
低差壓：0～0.5KPa至0～6KPa
微差壓：0～0.1KPa至0～1.2Kpa
（2）差壓測量單元的結(jié)構型式有4種：
標準型、法蘭型、遠程密封膜片型、高靜壓型。
4、液位測量單元
液位測量單元分兩種型式，一種是以密封膜片為支承的高阻尼型（見圖7），另一種是以刀口為支承的扭管型（見圖8）。
浮筒浸入介質(zhì)液里，若液位升高，浮筒所承受的向上浮力也隨之增大，對于以膜片為支承的結(jié)構，此浮力通過浮筒杠桿變成向下的力而傳給金屬拉帶，通過與拉帶相連的扭臂產(chǎn)生一個與液位成比例的扭矩，此力矩通過扭管的引出軸輸出，于是帶動與之相連接的變送單元的主杠桿，從而轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號。對于以刀口為支承的結(jié)構，此浮力作用在由刀口支撐的扭臂上產(chǎn)生一個扭力矩，然后通過扭管的引出軸輸出，于是帶動與之相連接的變送單元的主杠桿，轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號，扭管起軸支承作用和使工藝介質(zhì)與外界隔離的作用。
液位測量單元針對被測對象不同而有繁多的品種規(guī)格：
（1）按測量范圍分：
0～300至0～3000mm共8種,被測介質(zhì)的比重可連續(xù)調(diào)整。
（2）按被測介質(zhì)的比重分,共2種：
中比重：0.4～1.6
低比重：0.1～0.4
（3）按工作壓力分：
日本標準：JIS 10K,30K,63K共3種
美國標淮：ANSI 150,300,600共3種
（4）按連接方式分：
外浮筒式： 側(cè)—側(cè)法蘭式；側(cè)—底法蘭式；
頂—側(cè)法蘭式； 頂—底法蘭式；
內(nèi)浮筒式： 頂裝法蘭式；側(cè)裝法蘭式。
（5）按扭管不同的選材分：
V型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度350℃～400℃
H型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度200℃～350℃
N型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度0～200℃
C型：采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
L型：采用不銹鋼SUS316L，許用溫度-196～0℃
（6）按密封膜片的選材分（用于高阻尼型）
采用SUS316L，許用溫度-196～200℃
采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
液位測量單元針對被測對象不同而有繁多的品種規(guī)格：
（1）按測量范圍分：
0～300至0～3000mm共8種,被測介質(zhì)的比重可連續(xù)調(diào)整。
（2）按被測介質(zhì)的比重分,共2種：
中比重：0.4～1.6
低比重：0.1～0.4
（3）按工作壓力分：
日本標準：JIS 10K,30K,63K共3種
美國標淮：ANSI 150,300,600共3種
（4）按連接方式分：
外浮筒式： 側(cè)—側(cè)法蘭式；側(cè)—底法蘭式；
頂—側(cè)法蘭式； 頂—底法蘭式；
內(nèi)浮筒式： 頂裝法蘭式；側(cè)裝法蘭式。
（5）按扭管不同的選材分：
V型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度350℃～400℃
H型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度200℃～350℃
N型：采用耐熱鎳基合金(INCONEL)，許用溫度0～200℃
C型：采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
L型：采用不銹鋼SUS316L，許用溫度-196～0℃
（6）按密封膜片的選材分（用于高阻尼型）
采用SUS316L，許用溫度-196～200℃
采用鎳鉻鉬合金(哈氏合金C)，許用溫度0～200℃
5、漸開線矢量機構
漸開線矢量機構是把測量單元檢測得到的力矩轉(zhuǎn)換成標準氣壓信號的機構，它同時可實現(xiàn)調(diào)整儀表測量范圍的目的。這種機構區(qū)別于常用的利用改變杠桿支點位置來實現(xiàn)測量力與輸出反饋力平衡的杠桿機構，也區(qū)別于用可撓曲的簧片作為鉸鏈，利用改變測量力與輸出反饋力作用方向的夾角來實現(xiàn)矢量平衡的矢量機構。
漸開線矢量機構由矢量平衡部分，噴嘴擋板放大部分和輸出反饋部分所組成（見圖9）。
漸開線矢量機構由矢量平衡部分，噴嘴擋板放大部分和輸出反饋部分所組成（見圖9）。
矢量部分有一直角形板，其上固定一個支承園柱，且直角頂點位于支承圓柱的圓周上，而直角邊分別通過簧片與傳遞測量力FH的杠桿1和傳遞輸出反饋力Fv的杠桿2相連接。在支承圓周面上固緊了一條柔性金屬帶3 (厚度為0.03mm) 的一端，而另一端則固定在回旋臂的E點上，用于把金屬帶拉緊。E點可繞回旋中心O沿著近似漸開線的一段圓弧槽上移動，使角度θ發(fā)生變化，并且保持金屬帶始終處于與支承圓柱相切的位置，支承圓柱是在FH、Fv和金屬帶張力T共同作用下的浮動支點。
當測量單元接受工藝參數(shù)后，在其扭管引出軸上傳遞出一個與被測參數(shù)成正比的力矩，使安裝在引出軸的杠桿1轉(zhuǎn)動，并對直角形板施加一個測量力FH，使裝在杠桿1上的擋板對噴嘴的距離隨之改變，引起噴嘴背壓變化，經(jīng)放大器放大形成輸出壓力，該壓力同時反饋到波紋管中，經(jīng)杠桿作用產(chǎn)生反饋力Fv，它與FH的合力使金屬帶受拉緊而產(chǎn)生張力T，于是FH、Fv及T構成矢量平衡。從矢量三角形可知：Fv/FH=tanθ。顯然，改變θ角，可改變Fv/FH的值因而改變輸出壓力與測量力之比，即可改變儀表的測量范圍。由于θ角的可調(diào)范圍在50o以上，所以機構具有很寬的量程調(diào)整范圍，量程比在1：20以上。此外，漸開線矢量機構采用了補償辦法，大幅度減小改變量程時產(chǎn)生的零位偏移，達到調(diào)量程與調(diào)零位互不影響，從而大大簡化了調(diào)整手續(xù)。
6、調(diào)節(jié)部分
調(diào)節(jié)部分由差動機構（見圖10）、比例作用單元（見圖11）、微分單元和積分單元（見圖12）等組合而成。
（1）差動機構
差動機構的作用是比較測量值與給定值，并按兩者之偏差大小，由差動片中心點輸出位移信號。該機構的差動片是由浮動形式來支承的。差動片的一端通過小鋼珠餃鏈與測量指針相連，另一端則通過一根浮動轉(zhuǎn)軸與給定指針相連，結(jié)構設計成當測量指針與給定指針重合時，差動片的中心孔正好與兩針的轉(zhuǎn)軸中心處于同一條軸線上。測量指針位移使差動片繞浮動轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，而給定指針位移使差動片繞小鋼珠鉸鏈偏轉(zhuǎn)。若兩針同步移動，則給定指針與測量指針的偏轉(zhuǎn)角度相等，方向相反。因此，當兩針在刻度范圍內(nèi)的任一點上重合時，差動片的中心孔則始終處于兩指針軸的幾何中心線上，此時盡管兩指針同步移動，由于沒有偏差，就沒有位移輸出。
差動機構的作用是比較測量值與給定值，并按兩者之偏差大小，由差動片中心點輸出位移信號。該機構的差動片是由浮動形式來支承的。差動片的一端通過小鋼珠餃鏈與測量指針相連，另一端則通過一根浮動轉(zhuǎn)軸與給定指針相連，結(jié)構設計成當測量指針與給定指針重合時，差動片的中心孔正好與兩針的轉(zhuǎn)軸中心處于同一條軸線上。測量指針位移使差動片繞浮動轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，而給定指針位移使差動片繞小鋼珠鉸鏈偏轉(zhuǎn)。若兩針同步移動，則給定指針與測量指針的偏轉(zhuǎn)角度相等，方向相反。因此，當兩針在刻度范圍內(nèi)的任一點上重合時，差動片的中心孔則始終處于兩指針軸的幾何中心線上，此時盡管兩指針同步移動，由于沒有偏差，就沒有位移輸出。
（2）比例作用單元
比例作用單元由比例帶設定機構和反饋部件所組成。前者是一個可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤，盤上裝有噴咀檔板機構，反饋部件采用孿生波紋管作為正、負反饋波紋管。孿生波紋管是用一體成型的方法制造成的，在波紋管的中部用橡膠膜片，硬芯分隔成兩個腔室，當正、負反饋壓力不相等時，中部硬芯帶動反饋杠桿產(chǎn)生上下移動。同時，由差動機構傳送來的偏差位移通過偏差連桿的傳遞，使反饋桿作左右擺動，兩個方向的合成運動通過反饋桿上的撥銷去撥動檔板引起噴咀背壓的改變，送到放大器進行功率放大。當轉(zhuǎn)動比例度盤，便改變了檔板對偏差連桿的夾角，使偏差位移在垂直檔板方向的分量也改變，故同樣的偏差位移所引起的檔板位移大小不同，即改變了比例度。
比例作用單元由比例帶設定機構和反饋部件所組成。前者是一個可繞中心轉(zhuǎn)動的比例度盤，盤上裝有噴咀檔板機構，反饋部件采用孿生波紋管作為正、負反饋波紋管。孿生波紋管是用一體成型的方法制造成的，在波紋管的中部用橡膠膜片，硬芯分隔成兩個腔室，當正、負反饋壓力不相等時，中部硬芯帶動反饋杠桿產(chǎn)生上下移動。同時，由差動機構傳送來的偏差位移通過偏差連桿的傳遞，使反饋桿作左右擺動，兩個方向的合成運動通過反饋桿上的撥銷去撥動檔板引起噴咀背壓的改變，送到放大器進行功率放大。當轉(zhuǎn)動比例度盤，便改變了檔板對偏差連桿的夾角，使偏差位移在垂直檔板方向的分量也改變，故同樣的偏差位移所引起的檔板位移大小不同，即改變了比例度。
（3）積分單元及微分單元
積分單元由針伐和氣容室組成。積分單元是接在調(diào)節(jié)器的正反饋通道上的，它的輸出端接到調(diào)節(jié)器的正反饋波紋管。只要測量與給定的偏差存在，與偏差成比例的壓力就會加到針閥的前后，通過針閥和積分容室不斷地改變正反饋波紋管內(nèi)的壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力不斷改變，這便是積分作用。針閥的開啟度決定了這個作用進行的速度，即決定積分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
微分單元由針伐、氣容室、裝在氣容室內(nèi)的波紋管和手動微分旁路開關所組成。調(diào)節(jié)器輸出端接到微分單元的輸入端，微分單元的輸出端接到調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管，當偏差成比例的壓力加到微分單元的輸入端時，便分成兩路，一路進入氣容室內(nèi)的微分波紋管，另一路經(jīng)微分針閥進入調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管。由于針閥的節(jié)流作用而延緩改變調(diào)節(jié)器的負反饋壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力瞬間增大，產(chǎn)生微分作用，又由于微分波紋管的彈性作用使波紋管內(nèi)外壓力漸趨于平衡，負反饋作用逐漸加強，微分作用逐漸消失。針閥開啟度決定了微分作用延續(xù)時間，即決定微分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
在裝有微分單元而又不用微分作用時，只要將微分旁路開關反時針方向轉(zhuǎn)到頭就行（此時傍路開關打開，放大器輸出直接通入積分單元和反饋氣室）。
（4）開關作用單元及差隙作用單元（見圖13）
開關作用單元是一種在比例作用單元上拆除了正、負反饋波紋管的單元。它的反饋杠桿由偏差連桿帶動，只能作左右偏擺而無上下移動。由于沒有反饋作用，只有極微小的偏差，噴咀就處于全開啟或全關閉狀態(tài)。噴咀背壓直接輸入放大器，因而調(diào)節(jié)器的輸出或者是*小值，或者是值，從而實現(xiàn)開關作用。
積分單元由針伐和氣容室組成。積分單元是接在調(diào)節(jié)器的正反饋通道上的，它的輸出端接到調(diào)節(jié)器的正反饋波紋管。只要測量與給定的偏差存在，與偏差成比例的壓力就會加到針閥的前后，通過針閥和積分容室不斷地改變正反饋波紋管內(nèi)的壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力不斷改變，這便是積分作用。針閥的開啟度決定了這個作用進行的速度，即決定積分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
微分單元由針伐、氣容室、裝在氣容室內(nèi)的波紋管和手動微分旁路開關所組成。調(diào)節(jié)器輸出端接到微分單元的輸入端，微分單元的輸出端接到調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管，當偏差成比例的壓力加到微分單元的輸入端時，便分成兩路，一路進入氣容室內(nèi)的微分波紋管，另一路經(jīng)微分針閥進入調(diào)節(jié)器的負反饋波紋管。由于針閥的節(jié)流作用而延緩改變調(diào)節(jié)器的負反饋壓力，使調(diào)節(jié)器輸出壓力瞬間增大，產(chǎn)生微分作用，又由于微分波紋管的彈性作用使波紋管內(nèi)外壓力漸趨于平衡，負反饋作用逐漸加強，微分作用逐漸消失。針閥開啟度決定了微分作用延續(xù)時間，即決定微分時間，它可在0.05～30分鐘范圍內(nèi)任意設定。
在裝有微分單元而又不用微分作用時，只要將微分旁路開關反時針方向轉(zhuǎn)到頭就行（此時傍路開關打開，放大器輸出直接通入積分單元和反饋氣室）。
（4）開關作用單元及差隙作用單元（見圖13）
開關作用單元是一種在比例作用單元上拆除了正、負反饋波紋管的單元。它的反饋杠桿由偏差連桿帶動，只能作左右偏擺而無上下移動。由于沒有反饋作用，只有極微小的偏差，噴咀就處于全開啟或全關閉狀態(tài)。噴咀背壓直接輸入放大器，因而調(diào)節(jié)器的輸出或者是*小值，或者是值，從而實現(xiàn)開關作用。
差隙作用單元是一種在比例單元基礎上只使用正反饋波紋管而不使用負反饋波紋管的單元。即：把調(diào)節(jié)器的輸出壓力引入正反饋波紋管，讓負反饋波紋管通大氣，它相當于一個剛度很小的彈簧。
差隙作用又稱為帶死區(qū)的開關作用。這里以正作用的差隙調(diào)節(jié)器為說明差隙動作原理：在測量值低于給定值（即負偏差）時，由偏差連桿帶動反饋桿的撥銷使噴咀處于全開啟狀態(tài)。噴咀背壓接近于零，調(diào)節(jié)器輸出為*小值。當測量值達到給定值時，擋板隨之進入工作區(qū)，噴咀背壓開始升高，輸出也開始升高，于是正反饋波紋管壓力隨之升高，使得反饋桿連同撥銷下移，帶動擋板進一步靠近噴咀，使得背壓進一步升高，輸出壓力也進一步升高。如此循環(huán)下去，使擋板迅速蓋死噴咀，從而使輸出壓力迅速達到值。此后，若測量值重新下降，出現(xiàn)負偏差，但由于拔銷對擋板的作用點已下移，不能馬上推動擋板打開噴咀，直至負偏差達到某一值時，拔銷才能拔動擋板打開噴咀，輸出壓力重新迅速下降為*小值，這個負偏差就是差隙幅值。
差隙單元相當于比例單元的比例度盤稱為差隙度盤，轉(zhuǎn)動差隙度盤可以使差隙幅值在1～100%FS范圍內(nèi)隨意設定。
差隙作用又稱為帶死區(qū)的開關作用。這里以正作用的差隙調(diào)節(jié)器為說明差隙動作原理：在測量值低于給定值（即負偏差）時，由偏差連桿帶動反饋桿的撥銷使噴咀處于全開啟狀態(tài)。噴咀背壓接近于零，調(diào)節(jié)器輸出為*小值。當測量值達到給定值時，擋板隨之進入工作區(qū)，噴咀背壓開始升高，輸出也開始升高，于是正反饋波紋管壓力隨之升高，使得反饋桿連同撥銷下移，帶動擋板進一步靠近噴咀，使得背壓進一步升高，輸出壓力也進一步升高。如此循環(huán)下去，使擋板迅速蓋死噴咀，從而使輸出壓力迅速達到值。此后，若測量值重新下降，出現(xiàn)負偏差，但由于拔銷對擋板的作用點已下移，不能馬上推動擋板打開噴咀，直至負偏差達到某一值時，拔銷才能拔動擋板打開噴咀，輸出壓力重新迅速下降為*小值，這個負偏差就是差隙幅值。
差隙單元相當于比例單元的比例度盤稱為差隙度盤，轉(zhuǎn)動差隙度盤可以使差隙幅值在1～100%FS范圍內(nèi)隨意設定。
三、KF系列儀表的特點
1、系列品種齊全、調(diào)節(jié)功能豐富
KF系列儀表通過更換多種的測量組件，對各種生產(chǎn)過程的溫度、壓力、液位、差壓（流量）等工藝參數(shù)進行檢測和控制，其應用范圍能復蓋大多數(shù)控制領域。
（1）測量范圍
溫度：-50℃～+500℃
壓力：0～6.5Kpa至0～70MPa
絕對壓力：0～6.5Kpa abs至0～700Kpa abs
（2）調(diào)節(jié)功能：
開—關、差隙、P+手動積分、PI、PID、 PD+手動積分
PI+限幅、P+外部積分、PD+外部積分
（1）測量范圍
溫度：-50℃～+500℃
壓力：0～6.5Kpa至0～70MPa
絕對壓力：0～6.5Kpa abs至0～700Kpa abs
（2）調(diào)節(jié)功能：
開—關、差隙、P+手動積分、PI、PID、 PD+手動積分
PI+限幅、P+外部積分、PD+外部積分
2、儀表功能的伸縮性強、組合靈活
KF系列儀表在總體設計上有完整周密的考慮,儀表結(jié)構單元化、功能組件化，可選擇各種功能組件裝到儀表箱殼內(nèi)的氣路板上，組成各種規(guī)格的儀表，像單元組合儀表一樣，能自由地組合成各種調(diào)節(jié)功能和附加功能的控制系統(tǒng)。例如能實現(xiàn)外部氣給定、積分限幅、外部積分、被測參數(shù)的變送輸出等等。
各功能組件是用螺釘緊固在氣路板的平面上，其連接氣孔以O型橡膠環(huán)密封，氣路板線路結(jié)構在設計時考慮到了能將所有功能單元同時安裝在上面，組合時對不需要用的功能單元的相應安裝位置以封板加以封死即可。
各功能組件是用螺釘緊固在氣路板的平面上，其連接氣孔以O型橡膠環(huán)密封，氣路板線路結(jié)構在設計時考慮到了能將所有功能單元同時安裝在上面，組合時對不需要用的功能單元的相應安裝位置以封板加以封死即可。
3、儀表的精度高、性能穩(wěn)定可靠
（1）采用新穎的產(chǎn)品結(jié)構設計
以KFD差壓測量單元為例。考慮到儀表使用環(huán)境的溫度變化，儀表使用工作壓力的變化會造成儀表的誤差，分析產(chǎn)生溫度附加誤差的主要原因是測量組件的高、低壓側(cè)的彈性元件及所灌的硅油在受熱膨脹時形成不相等的附加壓力造成的。所以，把它的結(jié)構設計成為容積系數(shù)可調(diào)整的結(jié)構。在制造工藝上解決了令高、低壓側(cè)容積匹配的問題，從而使這種測量單元具有高精度。又如：溫度測量組件采用了對環(huán)境溫度變化影響的全補償結(jié)構，使其具有比同類產(chǎn)品更高的精度。
KF系列儀表的調(diào)節(jié)器采用了新發(fā)明的孿生波紋管，它區(qū)別于普通波紋管之處是把兩個波紋管用一體成型的方法制成，使兩波紋管的有效面積差和剛度差忽略不計，用作調(diào)節(jié)器的正、負反饋波紋管時，不需要進行選配，裝配十分方便，使調(diào)節(jié)器的精度、穩(wěn)定性和可靠性都得到提高。
儀表的變送單元采用漸開線矢量機構，測量范圍可調(diào)整20倍以上，變送精度達0.5級以上，且調(diào)整測量范圍與調(diào)整零位互不影響，因而調(diào)整十分方便。
由于儀表采用了氣路板，避免了舊式氣動基地式儀表使用膠管作空氣通道所存在的管子老化問題和泄漏問題，氣路板與箱殼和各功能單元的連接口采用O形橡膠環(huán)密封，其密封性能好，提高了可靠性和耐惡劣環(huán)境的能力。
以KFD差壓測量單元為例。考慮到儀表使用環(huán)境的溫度變化，儀表使用工作壓力的變化會造成儀表的誤差，分析產(chǎn)生溫度附加誤差的主要原因是測量組件的高、低壓側(cè)的彈性元件及所灌的硅油在受熱膨脹時形成不相等的附加壓力造成的。所以，把它的結(jié)構設計成為容積系數(shù)可調(diào)整的結(jié)構。在制造工藝上解決了令高、低壓側(cè)容積匹配的問題，從而使這種測量單元具有高精度。又如：溫度測量組件采用了對環(huán)境溫度變化影響的全補償結(jié)構，使其具有比同類產(chǎn)品更高的精度。
KF系列儀表的調(diào)節(jié)器采用了新發(fā)明的孿生波紋管，它區(qū)別于普通波紋管之處是把兩個波紋管用一體成型的方法制成，使兩波紋管的有效面積差和剛度差忽略不計，用作調(diào)節(jié)器的正、負反饋波紋管時，不需要進行選配，裝配十分方便，使調(diào)節(jié)器的精度、穩(wěn)定性和可靠性都得到提高。
儀表的變送單元采用漸開線矢量機構，測量范圍可調(diào)整20倍以上，變送精度達0.5級以上，且調(diào)整測量范圍與調(diào)整零位互不影響，因而調(diào)整十分方便。
由于儀表采用了氣路板，避免了舊式氣動基地式儀表使用膠管作空氣通道所存在的管子老化問題和泄漏問題，氣路板與箱殼和各功能單元的連接口采用O形橡膠環(huán)密封，其密封性能好，提高了可靠性和耐惡劣環(huán)境的能力。
（2）采用精湛的技術
由于KF系列儀表性能指標高，制造工藝難度大，所以采用了許多的工藝技術。例如差壓測量組件，要求把銅波紋管焊到不銹鋼基座上，而焊縫距離波紋管只有4mm,焊接時產(chǎn)生的高溫可能使波紋管退火而失去彈性。這里采用了電子束焊技術，它是以集中的高能電子束轟擊工件表面時產(chǎn)生的熱能熔化金屬來形成金屬接合的焊接方法，其特點是焊縫窄而深(寬度小于3mm、深度17mm以上)、熱影響范圍小，這是其他焊接方法難以解決的。此外，還根據(jù)不同需要，采用高頻焊接，微束氬弧焊接、等離子焊接等現(xiàn)代的焊接技術。又例如：氣路板是由250×200mm2的金屬板上粘接上0.6mm金屬薄板而成，要求通入140KPa的壓縮空氣時，氣路暢通、不泄露、不串通、粘接牢固，不受環(huán)境溫度影響而剝離，這里采用了的粘接技術。再如：對差壓測量單元的膜盒內(nèi)腔充灌硅油是采用了高真空充灌技術，其真空度達到10-5托。對焊縫質(zhì)量采用氦質(zhì)譜檢漏技術檢查微孔滲漏。
正因為有可靠的工藝手段，所以KF系列儀表的扭管組件、差壓測量單元等關鍵部件采用了全焊接結(jié)構，零部件不能拆卸，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證了儀表整機的穩(wěn)定和可靠。
（3）優(yōu)良的選材
儀表的彈性元件、盤簧管、扭管、膜片、不銹鋼波紋管、膜盒等采用優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材料SUS316制造，具有良好的彈性和耐腐蝕性。為了適用于具有強腐蝕性的介質(zhì)，對接觸介質(zhì)的零件，按需要采用蒙乃爾合金、耐熱彈性合金、鉭材、哈氏合金等材料制造�？紤]到儀表在現(xiàn)場使用的環(huán)境比較惡劣，儀表的箱殼采用鑄鋁合金制造，并噴涂防腐漆。
4、具有對現(xiàn)場環(huán)境的良好適應性
（1）儀表采用了防塵、防水、防震結(jié)構。對于抗震性能較差的壓力和溫度測量元件，采用了相應的抗震措施。例如：盤簧管壓力測量組件的輸出位移是從回旋中心取出的，組件裝有平衡重錘，使重心落在轉(zhuǎn)軸上，從而減小震動對輸出的影響。又如：溫度測量組件中采用較大的波紋管，使組件在較大的力矩作用下平衡，提高了儀表的抗震能力。
（2）為了使儀表在工藝介質(zhì)波動頻繁的場合下能正常使用，在差壓、液位的測量組件上均裝有可調(diào)的阻尼機構。
（3）為適應強腐蝕或高粘度的工藝介質(zhì)的測量和控制需要，除了在零件的選材上加以解決外，還在產(chǎn)品結(jié)構設計上采取措施。例如有法蘭式、法蘭插入式和雙法蘭式等多品種規(guī)格供用戶選擇。
（2）為了使儀表在工藝介質(zhì)波動頻繁的場合下能正常使用，在差壓、液位的測量組件上均裝有可調(diào)的阻尼機構。
（3）為適應強腐蝕或高粘度的工藝介質(zhì)的測量和控制需要，除了在零件的選材上加以解決外，還在產(chǎn)品結(jié)構設計上采取措施。例如有法蘭式、法蘭插入式和雙法蘭式等多品種規(guī)格供用戶選擇。
5、操作和維護簡單方便
為了避免使用人員的誤操作，在表門背面貼有使用說明牌；為了避免誤裝配，十字槽螺釘表示固定用螺釘，一字槽釘表示調(diào)整螺釘；凡供操作人員操作用的部位用黑色來加以區(qū)分，例如設定旋鈕、手操旋扭、切換開關手柄等。
當需耍維修儀表的部件時，只要將部件從氣路板上拆下來維修即可，無需將整機從配管中卸下來。由于儀表零部件的通用性強，只需要少量備品備件，而且維護操作技能也很容易掌握。
當需耍維修儀表的部件時，只要將部件從氣路板上拆下來維修即可，無需將整機從配管中卸下來。由于儀表零部件的通用性強，只需要少量備品備件，而且維護操作技能也很容易掌握。
四、KF系列氣動基地式儀表的使用
KFP、KFT、KFL、KFD、KFK直接檢測被控對象的壓力、溫度、液位、差壓、壓力的參數(shù)，顯示參數(shù)、經(jīng)調(diào)節(jié)后，輸出0.2～1Kgf/cm2氣壓信號。
利用KFD還可以檢測液體的液位、界面、密度和流量。
1、利用KFD檢測液位：
利用差壓儀表檢測控制液位或界面時，要特別注意儀表安裝位置等引起的誤差，要正確利用正負遷移以消除其影響。
（1）開口容器液位的檢測控制
根據(jù)液體中任一點的側(cè)壓力P等于液體的密度ρ與該點距液面深度H的積。
公式： P = ρ×H
從圖14a可以得出，儀表的量程等于從液位到液位P2的變化值(ρ×H0)。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
（2）密閉容器液位的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。
如圖14b所示，儀表的量程：ρ×H0。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
安裝時，將氣相控制點的壓力接入KFD的負壓室（開口容器時KFD負壓室通大氣），液相控制點的壓力接入KFD的正壓室，KFD就可以指示調(diào)節(jié)液位。
（1）開口容器液位的檢測控制
根據(jù)液體中任一點的側(cè)壓力P等于液體的密度ρ與該點距液面深度H的積。
公式： P = ρ×H
從圖14a可以得出，儀表的量程等于從液位到液位P2的變化值(ρ×H0)。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
（2）密閉容器液位的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。
如圖14b所示，儀表的量程：ρ×H0。
正遷移量為：ρ×(h2+h3)。
安裝時，將氣相控制點的壓力接入KFD的負壓室（開口容器時KFD負壓室通大氣），液相控制點的壓力接入KFD的正壓室，KFD就可以指示調(diào)節(jié)液位。
2、利用KFD檢測兩種不同密度的液體的界面：
利用KFD差壓檢測兩種液休界面的基本原理是：在滿罐的兩種不同密度的液體中，如果內(nèi)壓力恒定，界面?zhèn)葔毫?/span>P1的變化，隨著液面高度H與兩種液體的密度差 (ρ2-ρ1)的乘積變化而變化。(ρ2-ρ1)是定值，所以P1的變化與H的變化成比例。
圖15是利用KFD差壓儀表檢測控制兩種液體界面高度的示意圖。
安裝時將測量高點接人KFD的負壓室，測量低點接人KFD的正壓室。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
圖15是利用KFD差壓儀表檢測控制兩種液體界面高度的示意圖。
安裝時將測量高點接人KFD的負壓室，測量低點接人KFD的正壓室。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
3、利用KFD差壓儀表檢測液體密度
利用KFD差壓儀表檢測液體密度的原理是：根據(jù)公式 P = ρ×H ，在液位高度H恒定時，隨著液體密度ρ的變化其形成的壓力P變化也成比例地變化，測出此壓力的變化量即可間接測出此液體的密度變化。
（1）開口容器密度的檢測
圖16a所示，設液位的高度為H（容器內(nèi)液面到儀表差壓室中心的高度），如果被測液體的密度從*小密度(ρl)增大到密度(ρh)，則儀表的量程為H×(ρh-ρl)，正遷移量為HPl。
（2）密閉容器內(nèi)液體密度的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。如圖16b所示，負壓容室及其導壓管內(nèi)的標準液密度應大于被測液體的密度 (ρ2＞ρ1h)，以免被測液體混入負壓容室。
儀表量程為：H×(ρ1h-ρ1l)，負遷移量為：Hρ2-Hρ1l。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
（1）開口容器密度的檢測
圖16a所示，設液位的高度為H（容器內(nèi)液面到儀表差壓室中心的高度），如果被測液體的密度從*小密度(ρl)增大到密度(ρh)，則儀表的量程為H×(ρh-ρl)，正遷移量為HPl。
（2）密閉容器內(nèi)液體密度的檢測控制
密閉容器和開口容器的區(qū)別在于有靜壓，而加在差壓正、負容室的靜壓是相互抵消的，所以在進行檢測控制時二者沒有根本的區(qū)別。如圖16b所示，負壓容室及其導壓管內(nèi)的標準液密度應大于被測液體的密度 (ρ2＞ρ1h)，以免被測液體混入負壓容室。
儀表量程為：H×(ρ1h-ρ1l)，負遷移量為：Hρ2-Hρ1l。
導壓管前設截止閥，以方便儀表的維護調(diào)校。
4、KFD測量管道流量：
如果在充滿流體的管道中固定放置一個流通面積小于管道截面積的節(jié)流件(如孔板)，控制管內(nèi)流束在通過該節(jié)流件(孔板)時，就會造成局部收縮。在收縮處，流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件(孔板)前后將產(chǎn)生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件。一定的測壓點位置和前后直管段長度，在一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件(孔板)前后的壓差ΔP與流量Q之間有一定的函數(shù)關糸。因此，可以通過用KFD差壓指示調(diào)節(jié)儀測量孔板前后的差壓來測量流量。安裝方式如圖17。
注：利用KFD差壓指示調(diào)節(jié)儀(或差壓指示變送器)與孔板配套測量管道的流量，其設計計算較為復雜。請參考流量測量的專業(yè)書籍。
原創(chuàng)作者：肇慶市科立儀表廠
