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压力变送器选用必知参数-传感器的故障分类方式

时间:2016-05-27 09:02来源:未知 作者:admin 点击:
压力变送器选用必知参数-传感器的故障分类方式
压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力,然后转变成4~20mA DC信号输出。而智能型压力变送器可与HART手操器相互通讯,通过它进行设定,监控或与上位机组成现场监控系统。购买压力变送器必须知道以下几个参数。
    一、接液材质
    我们要考虑的是压力变送器所测量的介质,一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量.
    如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性,那么我们就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿命.
    二、精度等级
    每一种电子式的测量计都会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的,比如,中国和美国等国家标的精度是传感器在线性度最好的部分,也就是我们通常所说的测量范围的10%到90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度最不好的部分,也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及90%到100%之间的精度.如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度就为0.5%。
    三、量程范围
    一般传感器测量的最大范围为传感器的满量程70%是最好的,也就是现在要测量70bar的压力,我们选压力变送器的量程应该选100bar.
    四、输出信号
    现阶段由于各种采集的需要,当前市场上压力变送器的输出信号有很多种,主要4~20mA,0~20mA,0~10V,0~5V等等,但是比较常用的是4~20mA和0~10V两种,在我上面举的这些输出信号中,只有4~20mA为两线制(我们所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线),其他的均为三线制.
    五、介质温度
    由于压力变送器的信号是通过电子线路部分转换的,所以一般情况下,压力变送器的测量介质温度为-30到+100度,如果温度过高,我们一般采用的是冷凝弯来冷却介质,这样相对让厂家特地为你生产一个耐高温的压力变送器的成本会降低很多。
    六、测量介质
    一般我们测量的是相对比较清洁的流体,我们就直接采用标准的压力变送器就可以了,如果你所测量的介质是易结晶的或粘稠的,我们一般采用的是外置膜片的或和化学密封共同使用,这样会有效的阻止介质堵住压力测量孔。 

传感器的故障分类方式

  传感器故障主要包括:完全失效故障、固定偏差故障、漂移偏差故障和精度下降四类。如图1所示。

图1 传感器的故障类型

  其中,失效故障是指传感器测量的突然失灵,测量值一直为某一常数;偏差故障主要是指传感器的测量值与真实值相差某一恒定常数的一类故障,从图中可见,有故障的测量与无故障的测量是平行的;

  漂移故障是指传感器测量值与真实值的差值随时问的增加而发生化的一类故障;

  精度下降是指传感器的测量能力变差,精度变低。精度等级降低时,测量的平均值并没有发生变化,而是测量的方差发生变化。

  固定偏差故障和漂移故障都是不容易发现的故障,在故障发生的过程中会引起一系列的无法预计的问题,使控制系统长期不能正常发挥作用。

  1、按传感器故障程度分类

  按传感器故障程度的大小可分为硬故障和软故障。

  硬故障泛指结构损坏导致的故障,一般幅值较大,变化突然;软故障泛指特性的变异,幅值较小,变化缓慢。

  硬故障也称完全故障,完全故障时测量值不随实际变化而变化,始终保持某一读数。通常这一恒定值一般是零或者最大读数。故障测量值大致是一条水平直线。

  软故障包括数据偏差、漂移、精度等级下降等。软故障相对较小,难于被发现,因此,从某种意义上来讲,软故障危害比硬故障危害更大,其危害逐渐引起了人们的重视。

  2、按故障存在的表现分类

  按故障存在的表现可分为间歇性故障和永久性故障。

  间歇性故障时好时坏;永久性故障失效后,不能再恢复正常。

  3、根据故障发生、发展的进程分类

  根据故障发生、发展的进程可分为突变故障和缓变故障。

  突变故障信号变化速率大;缓变故障信号变化速率小。

  4、按故障的原因分类

  按故障原因可分为偏差故障,冲击故障,开路故障,漂移故障,短路故障,周期性干扰,非线性死区故障。

  偏差故障的故障原因为:偏置电流或偏置电压等;

  冲击故障的故障原因是:电源和地线中的随机干扰,浪涌、电火花放电,D/A变换器中的毛刺等;

  开路故障的故障原因:信号线断、芯片管脚没连上等;

  漂移故障的故障原因:温等;

  短路故障的故障原因:污染引起的桥路腐蚀、线路短接等;

  周期性干扰的故障原因:电源50 Hz干扰等;

  非线性死区故障的故障原因:放大器饱和、含有非线性环节等。

  另外,从建模、仿真的角度出发,可分为乘性故障和加性故障。对于偏置故障,在原信号上加上一个恒定或随机的小信号;对于冲击干扰,可在原信号上叠加一个脉冲信号;对于短路故障,信号接近于零;开路故障,信号接近传感器输出最大值;漂移故障,信号以某一速率偏移原信号;周期性干扰故障,原信号上叠加某一频率的信号。

(责任编辑:admin)
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