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传感器抗干扰的措施-改变差压流量计量程的简单方法

时间:2016-05-27 09:27来源:未知 作者:admin 点击:
传感器及仪器仪表抗干扰的措施-改变差压流量计量程的简单方法
1、供电系统的抗干扰设计
  对传感器、仪器仪表正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰,产生尖峰干扰的用电设备有:电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯,甚至电烙铁等。尖峰干扰可用硬件、软件结合的办法来抑制。
  (1)用硬件线路抑制尖峰干扰的影响
  常用办法主要有三种:
  ①在仪器交流电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器,将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上,从而减弱其破坏性;
  ②在仪器交流电源输入端加超级隔离变压器,利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲;
  ③在仪器交流电源的输入端并联压敏电阻,利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以降低仪器从电源分得的电压,从而削弱干扰的影响。
  (2)利用软件方法抑制尖峰干扰
  对于周期性干扰,可以采用编程进行时间滤波,也就是用程序控制可控硅导通瞬间不采样,从而有效地消除干扰。
  (3)采用硬、软件结合的看门狗(watchdog)技术抑制尖峰脉冲的影响
  软件:在定时器定时到之前,CPU访问一次定时器,让定时器重新开始计时,正常程序运行,该定时器不会产生溢出脉冲,watchdog也就不会起作用。一旦尖峰干扰出现了“飞程序”,则CPU就不会在定时到之前访问定时器,因而定时信号就会出现,从而引起系统复位中断,保证智能仪器回到正常程序上来。
  (4)实行电源分组供电,例如:将执行电机的驱动电源与控制电源分开,以防止设备间的干扰。
  (5)采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对其它设备的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。

  (6)采用隔离变压器
  考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠初、次级线圈的互感耦合,而是靠初、次级寄生电容耦合的,因此隔离变压器的初、次级之间均用屏蔽层隔离,减少其分布电容,以提高抵抗共模干扰能力。
  (7)采用高抗干扰性能的电源,如利用频谱均衡法设计的高抗干扰电源。这种电源抵抗随机干扰非常有效,它能把高尖峰的扰动电压脉冲转换成低电压峰值(电压峰值小于TTL电平)的电压,但干扰脉冲的能量不变,从而可以提高传感器、仪器仪表的抗干扰能力。
  2、信号传输通道的抗干扰设计
  (1)光电耦合隔离措施
  在长距离传输过程中,采用光电耦合器,可以将控制系统与输入通道、输出通道以及伺服驱动器的输入、输出通道切断电路之间的联系。如果在电路中不采用光电隔离,外部的尖峰干扰信号会进入系统或直接进入伺服驱动装置,产生第一种干扰现象。
  光电耦合的主要优点是能有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰,使信号传输过程的信噪比大大提高。干扰噪声虽然有较大的电压幅度,但是能量很小,只能形成微弱电流,而光电耦合器输入部分的发光二极管是在电流状态下工作的,一般导通电流为10mA~15mA,所以即使有很大幅度的干扰,这种干扰也会由于不能提供足够的电流而被抑制掉。
  (2)双绞屏蔽线长线传输
  信号在传输过程中会受到电场、磁场和地阻抗等干扰因素的影响,采用接地屏蔽线可以减小电场的干扰。双绞线与同轴电缆相比,虽然频带较差,但波阻抗高,抗共模噪声能力强,能使各个小环节的电磁感应干扰相互抵消。另外,在长距离传输过程中,一般采用差分信号传输,可提高抗干扰性能。采用双绞屏蔽线长线传输可以有效地抑制前文提到的干扰现象中的(2)、(3)、(4)种干扰的产生。
  3、局部产生误差的消除
  在低电平测量中,对于在信号路径中所用的(或构成的)材料必须给予严格的注意,在简单的电路中遇到的焊锡、导线以及接线柱等都可能产生实际的热电势。由于它们经常是成对出现,因此尽量使这些成对的热电偶保持在相同的温度下是很有效的措施,为此一般用热屏蔽、散热器沿等温线排列。

改变差压流量计量程的简单方法

标准孔板流量计在使用中,有可能会遇到流量太大超过了最大量程,或者流量太小仅能指示在最大量程的30%以下,遇到这样的情况,用户是可以通过改变差压上限来扩大量程的,以下介绍具体的方法。
   差压与流量的关系很多人都熟悉,我们改量程用的就是这个公式,即:

式中  Q—任意流量;
          Q max—仪表的最大流量
          △Pmax—仪表的最大差压;
          △P—任意差压;
对于在用流量计,其最大差压及最大流量是已知的,有了这两个参数就可以自行改量程了。
   如有台孔板流量计,原来设计的最大差压为60KPa, 最大流量为10000kg/h。由于生产规模扩大,流量计的显示已超过最大流量,拟把量程扩大为15000kg/h,则最大差压将扩大为:

用简单方法计算出来的差压值是会有一定的误差,但对于不是贸易结算,用于一般的生产现场还是可以的,首先不确定度不会成为问题,但压力损失会增大。

当然也可以进行严格的计算,即综合考虑很多参数变化的影响。最正规的是迭代计算法,但对于一般企业没有条件来进行计算。那简单方法是否就不能用了呢?
   迭代计算与简单计算的差别有多大呢?以下是一个对比例子:
某台蒸汽流量计原来的最大流量为70t/H,最大差压为100KPa,由于流量太小,拟改最大流量为35t/,用计算机计迭代计算的结果是:35t/h 对应的最大差压为24.837KPa。
    用简单方法计算:

用简单计算的结果是:35t/h 对应的最大差压为25KPa。
我们把迭代计算的结果作为标准值,看简单计算的误差有多大:

两种方法相比,简单计算方法产生的误差<1%,很多生产现场还是可以接受的,尤其是应急,因为重换孔板是要时间及机会的。
   自行改变标准孔板的量程时,先进行计算,然后根据计算结果对差压变送器进行校准;对流量显示仪、积算仪,或者dcs进行新参数的设定工作,就可使用了。
   自行改量程是有一定条件的,如新改量程不能超过标准孔板3:1的可调量程范围,差压变送器由于量程可调比很宽,大多可以满足要求。
改量程如果有条件时,最好还是进行迭代计算,或者重新设计孔板。

(责任编辑:admin)
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