Análise dos principais indicadores de desempenho do transmissor de pressão diferencial - Resposta ao degrau
To conceito de resposta ao degrau detransmissor de pressão diferencial
A resposta ao degrau de um transmissor de pressão diferencial refere-se à variação do sinal de saída do transmissor ao longo do tempo quando a pressão de entrada muda repentinamente de um valor estável para outro. Essa característica reflete intuitivamente a velocidade de resposta, a estabilidade e a precisão do transmissor a mudanças repentinas de pressão, sendo um importante indicador para avaliar seu desempenho dinâmico.
Os principais parâmetros e significados da resposta ao degrau
Tempo de atraso: O tempo necessário para que uma mudança abrupta na pressão de entrada seja percebida no sinal de saída do transmissor. Ele reflete a rapidez com que o transmissor começa a responder às mudanças de pressão. Por exemplo, em alguns sistemas que exigem uma resposta rápida, como sistemas de monitoramento de pressão aeroespacial, se o tempo de atraso for muito longo, os estágios iniciais críticos das mudanças de pressão podem ser perdidos, levando a uma avaliação incorreta do estado do sistema.
Tempo de subida: O tempo necessário para o sinal de saída subir de 10% a 90% do valor em regime permanente. Este parâmetro é usado principalmente para medir a capacidade do transmissor de aumentar rapidamente o sinal de saída quando a pressão de entrada aumenta repentinamente, refletindo a velocidade de resposta do transmissor ao processo de aumento de pressão. Por exemplo, em algumas reações químicas, a pressão aumenta rapidamente quando a reação começa. Um tempo de subida mais curto ajuda a capturar o estágio inicial da mudança de pressão a tempo, permitindo um melhor monitoramento e controle do processo de reação.
Tempo de resposta ao degrau = tempo de atraso t1 + tempo de subida t3
Características de resposta ao degrau de transmissores de pressão diferencial comuns
Transmissor de pressão diferencial piezoresistivo de silício: Possui características como tamanho reduzido, estrutura simples, alta sensibilidade e boa resposta dinâmica. Sua velocidade de resposta a degrau é relativamente rápida e ele consegue acompanhar bem as mudanças rápidas de pressão. Isso ocorre porque seu elemento sensível à pressão é baseado no efeito piezoresistivo de materiais semicondutores. Quando a pressão muda, o valor da resistência do resistor de difusão muda rapidamente, permitindo que o sinal de saída responda prontamente à mudança abrupta de pressão.
Transmissor de pressão diferencial capacitivo: utiliza capacitância diferencial como elemento de detecção e apresenta características de alta precisão, alta estabilidade e alta confiabilidade. Sua resposta ao degrau é relativamente estável e o sobreimpulso geralmente é pequeno, embora o tempo de subida possa ser relativamente longo. Isso ocorre porque a variação na capacitância leva um certo tempo para atingir um valor estável, mas, uma vez atingida a estabilidade, a precisão e a estabilidade do sinal de saída são elevadas.
Fatores que afetam a resposta ao degrau
Propriedades mecânicas do sensor: As propriedades mecânicas da parte sensora do transmissor de pressão diferencial, como o diafragma, o fole e outros elementos sensíveis elásticos, têm grande influência na resposta ao degrau. Se a massa do elemento sensível elástico for grande, sua inércia fará com que a resposta seja mais lenta, aumentando o tempo de atraso e o tempo de subida. Por exemplo, um diafragma mais pesado leva mais tempo para se deformar quando a pressão muda abruptamente, o que atrasará e fará com que o sinal de saída do transmissor suba mais lentamente.
Constante de tempo e características de amortecimento dos circuitos internos: Os circuitos internos do transmissor, como circuitos de amplificação de sinal e circuitos de filtragem, possuem determinadas constantes de tempo e características de amortecimento. Uma constante de tempo de circuito maior causará atraso na mudança do sinal e afetará a velocidade de resposta. As características de amortecimento determinam se o sinal de saída oscilará e o grau de oscilação. Se o amortecimento for muito pequeno, é fácil ocorrer uma grande ultrapassagem e oscilação prolongada; se o amortecimento for muito grande, pode causar uma resposta muito lenta.
Eficiência de transferência de energia entre o sensor e o meio: A eficiência de transferência de energia entre o sensor e o meio medido também afetará a resposta ao degrau. Por exemplo, quando há um espaço de ar ou um acoplamento deficiente entre o meio e o diafragma do sensor, a transferência de pressão será retardada, de modo que o transmissor não conseguirá detectar a mudança abrupta de pressão a tempo. Além disso, a viscosidade e outras características do meio também afetarão a velocidade de transferência de energia. Um meio com alta viscosidade pode retardar a resposta do sensor às mudanças de pressão.
silício monocristalinotransmissor de pressão diferencial
O transmissor de pressão diferencial de silício monocristalino da Microcyber utiliza um sensor de pressão piezoresistivo de silício monocristalino com um ADC de alta resolução integrado, que pode fornecer um efeito de degrau de até 250 ms (diferentes alcances apresentarão certas diferenças), atendendo às condições de trabalho mais rigorosas no local.
Alguns indicadores de desempenho do transmissor de pressão diferencial de silício monocristalino são os seguintes:
• Suporta as versões mais recentes dos protocolos HART, FF H1, PROFIBUS PA e PROFIBUS DP.
• Ser aprovado nos testes de certificação de interoperabilidade HART, FF, PA e DP.
• Os tipos de pressão incluem: pressão manométrica, pressão absoluta e pressão diferencial.
• Precisão máxima: ±0,075% da escala completa (20℃, relação de alcance 10:1)
• Estabilidade a longo prazo: limite superior de ±0,2% em 5 anos.
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