Analyse der wichtigsten Leistungsindikatoren des Differenzdrucktransmitters – Sprungantwort
Tdas Konzept der SprungantwortDifferenzdrucktransmitter
Das Sprungverhalten eines Differenzdruckmessumformers beschreibt die zeitliche Änderung des Ausgangssignals, wenn sich der Eingangsdruck sprunghaft von einem stabilen Wert zu einem anderen ändert. Diese Kenngröße gibt intuitiv Aufschluss über die Ansprechgeschwindigkeit, Stabilität und Genauigkeit des Messumformers bei plötzlichen Druckänderungen und ist ein wichtiger Indikator für die Beurteilung seines dynamischen Verhaltens.
Die wichtigsten Parameter und Bedeutungen der Sprungantwort
Verzögerungszeit: Die Zeitspanne zwischen einer sprunghaften Änderung des Eingangsdrucks und einer wahrnehmbaren Änderung des Ausgangssignals des Messumformers. Sie gibt an, wie schnell der Messumformer auf Druckänderungen reagiert. Beispielsweise können in Systemen, die eine schnelle Reaktion erfordern, wie etwa Drucküberwachungssysteme in der Luft- und Raumfahrt, kritische Anfangsphasen von Druckänderungen verpasst werden, wenn die Verzögerungszeit zu lang ist. Dies kann zu einer Fehleinschätzung des Systemzustands führen.
Anstiegszeit: Die Zeit, die das Ausgangssignal benötigt, um von 10 % auf 90 % des stationären Wertes anzusteigen. Dieser Parameter dient hauptsächlich zur Messung der Fähigkeit des Messumformers, das Ausgangssignal bei einem plötzlichen Anstieg des Eingangsdrucks schnell zu erhöhen. Er spiegelt somit die Reaktionsgeschwindigkeit des Messumformers auf den Druckanstieg wider. Beispielsweise steigt der Druck bei manchen chemischen Reaktionen zu Beginn der Reaktion rapide an. Eine kurze Anstiegszeit ermöglicht es, die Anfangsphase der Druckänderung rechtzeitig zu erfassen und dadurch den Reaktionsprozess besser zu überwachen und zu steuern.
Sprungantwortzeit = Verzögerungszeit t1 + Anstiegszeit t3
Sprungantwortcharakteristik gängiger Differenzdruckmessumformer
Silizium-piezoresistiver Differenzdrucktransmitter: Er zeichnet sich durch geringe Größe, einfache Struktur, hohe Empfindlichkeit und gutes dynamisches Ansprechverhalten aus. Seine Ansprechzeit ist relativ kurz, und er kann schnelle Druckänderungen präzise erfassen. Dies liegt daran, dass sein druckempfindliches Element auf dem piezoresistiven Effekt von Halbleitermaterialien basiert. Bei einer Druckänderung ändert sich der Widerstandswert des Diffusionswiderstands sprunghaft, sodass das Ausgangssignal schnell auf die Druckänderung reagiert.
Kapazitiver Differenzdrucktransmitter: Er nutzt die Differenzkapazität als Messelement und zeichnet sich durch hohe Präzision, Stabilität und Zuverlässigkeit aus. Sein Sprungverhalten ist relativ stabil, und das Überschwingen ist in der Regel gering, die Anstiegszeit kann jedoch relativ lang sein. Dies liegt daran, dass die Kapazitätsänderung eine gewisse Zeit benötigt, um einen stabilen Wert zu erreichen. Sobald dieser stabile Wert erreicht ist, sind Genauigkeit und Stabilität des Ausgangssignals hoch.
Faktoren, die das Sprungverhalten beeinflussen
Mechanische Eigenschaften des Sensors: Die mechanischen Eigenschaften des Sensorteils des Differenzdruckmessumformers, wie Membran, Balg und andere elastische Sensorelemente, haben einen großen Einfluss auf das Sprungverhalten. Ist die Masse des elastischen Sensorelements groß, führt dessen Trägheit zu einer verlangsamten Reaktion, längeren Verzögerungs- und Anstiegszeiten. Beispielsweise benötigt eine schwerere Membran bei einer Drucksprungänderung mehr Zeit, um sich zu verformen, was das Ausgangssignal des Messumformers verzögert und dessen Anstieg verlangsamt.
Zeitkonstante und Dämpfungseigenschaften interner Schaltungen: Die Schaltungen im Sender, wie z. B. Signalverstärkungs- und Filterschaltungen, weisen bestimmte Zeitkonstanten und Dämpfungseigenschaften auf. Eine zu große Zeitkonstante führt zu einer Verzögerung der Signaländerung und beeinträchtigt die Ansprechgeschwindigkeit. Die Dämpfungseigenschaften bestimmen, ob und wie stark das Ausgangssignal schwingt. Ist die Dämpfung zu gering, kann es leicht zu einem starken Überschwingen und lang anhaltenden Schwingungen kommen; ist sie zu hoch, kann dies zu einer zu langsamen Ansprechzeit führen.
Energieübertragungseffizienz zwischen Sensor und Medium: Die Energieübertragungseffizienz zwischen Sensor und Messmedium beeinflusst das Ansprechverhalten bei Druckänderungen. Beispielsweise verzögert sich die Druckübertragung bei einem Luftspalt oder einer unzureichenden Ankopplung zwischen Medium und Sensormembran, sodass der Messumformer Druckänderungen nicht rechtzeitig erfassen kann. Auch die Viskosität und andere Eigenschaften des Mediums beeinflussen die Energieübertragungsgeschwindigkeit. Ein Medium mit hoher Viskosität kann die Reaktion des Sensors auf Druckänderungen verlangsamen.
Monokristallines SiliziumDifferenzdrucktransmitter
Der monokristalline Silizium-Differenzdrucktransmitter von Microcyber verwendet einen monokristallinen Silizium-Piezoresistiv-Drucksensor mit eingebautem hochauflösendem ADC, der einen Schritteffekt von bis zu 250 ms ermöglicht (unterschiedliche Bereiche weisen gewisse Unterschiede auf) und somit den anspruchsvolleren Arbeitsbedingungen vor Ort gerecht wird.
Einige Leistungsmerkmale des Differenzdrucktransmitters aus monokristallinem Silizium sind wie folgt:
• Unterstützung der neuesten Versionen der Protokolle HART, FF H1, PROFIBUS PA und PROFIBUS DP,
• Bestehen der Interoperabilitätszertifizierungstests für HART, FF, PA und DP.
• Zu den Druckarten gehören: Überdruck, Absolutdruck und Differenzdruck.
• Höchste Genauigkeit: ±0,075 % des Skalenendwerts (20 °C, Bereichsverhältnis 10:1)
• Langzeitstabilität: ±0,2 % obere Grenze/5 Jahre.
Industrieller Internet-Zugangspunkt
Microcyber engagiert sich für die Forschung und Entwicklung, die Produktion, den Vertrieb und die integrierte Anwendung von industriellen IoT-Produkten.
Microcyber ist der erste Feldbus-Protokollstapel in China und der dritte weltweit, der eine internationale Zertifizierung erhalten hat, das erste Feldbus-Instrument in China, das eine internationale Zertifizierung erhalten hat, die erste Demonstrationsanwendung eines vernetzten Steuerungssystems in China, die erste Funktion in China, die eine internationale Zertifizierung erhalten hat, das erste drahtlose HART-Produkt in China, das eine internationale Zertifizierung erhalten hat usw.
Microcyber ist eine der Haupteinheiten wichtiger nationaler Wissenschafts- und Technologieprojekte in den Bereichen industrielles Internet der Dinge und industrielle Automatisierung. Im Laufe der Jahre haben wir zahlreiche große nationale Wissenschafts- und Technologieprojekte, den Nationalen Plan für Forschung und Entwicklung im Bereich Hochtechnologie (863-Plan) sowie die Entwicklung intelligenter Fertigungsanlagen, Sonderprojekte und weitere nationale Wissenschafts- und Technologiepläne realisiert.
Microcyber hat umfangreiche Erfahrung in Bezug auf technische Fähigkeiten, technische Errungenschaften und technische Reserven gesammelt und verfügt über ein starkes Forschungs- und Entwicklungsteam, um die nachhaltige Entwicklung der Produkte des Unternehmens zu gewährleisten.
