壓力變送器階躍響應(yīng)的概念

壓力變送器的階躍響應(yīng)是指當(dāng)輸入壓力發(fā)生突然的、從一個(gè)穩(wěn)定值到另一個(gè)穩(wěn)定值的階躍變化時(shí)，變送器輸出信號(hào)隨時(shí)間的變化情況，這一特性能夠直觀地反映變送器對(duì)壓力突變的響應(yīng)速度、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，是評(píng)估變送器動(dòng)態(tài)性能的重要指標(biāo)。

階躍響應(yīng)的主要參數(shù)及含義

延遲時(shí)間:從輸入壓力發(fā)生階躍變化到變送器輸出信號(hào)開始產(chǎn)生可察覺變化所需要的時(shí)間。它體現(xiàn)了變送器開始響應(yīng)壓力變化的快慢程度。例如在一些需要快速反應(yīng)的系統(tǒng)中，如航空航天的壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，若延遲時(shí)間過長(zhǎng)，可能會(huì)錯(cuò)過壓力變化的關(guān)鍵初期階段，導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)判斷的失誤。

上升時(shí)間:輸出信號(hào)從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需要的時(shí)間。該參數(shù)主要用于衡量變送器在輸入壓力突然增加時(shí)，輸出信號(hào)快速上升的能力，反映了變送器對(duì)壓力上升過程的響應(yīng)速度。比如在某些化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)開始時(shí)壓力會(huì)快速上升較短的上升時(shí)間有助于及時(shí)捕捉壓力變化的起始階段，從而更好地監(jiān)測(cè)和控制反應(yīng)進(jìn)程。

階躍相應(yīng)時(shí)間=延遲時(shí)間t1+上升時(shí)間t3

常見壓力變送器的階躍響應(yīng)特點(diǎn)

硅壓阻式壓力變送器:具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等特點(diǎn)，其階躍響應(yīng)速度相對(duì)較快，能夠較好地跟蹤壓力的快速變化。這是因?yàn)槠鋲毫γ舾性诎雽?dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。，當(dāng)壓力變化時(shí)，擴(kuò)散電阻的阻值能夠迅速改變，從而使輸出信號(hào)快速響應(yīng)壓力的階躍變化。

電容式壓力變送器:采用差動(dòng)電容作為檢測(cè)元件，具有高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的特點(diǎn)。其階躍響應(yīng)較為平穩(wěn)，超調(diào)量通常較小，但上升時(shí)間可能相對(duì)較長(zhǎng)。這是由于電容的變化需要一定的時(shí)間來達(dá)到穩(wěn)定值，不過一旦達(dá)到穩(wěn)定，其輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較高。

影響階躍相應(yīng)的因素

傳感器的機(jī)械特性:壓力變送器的傳感器部分，如膜片、波紋管等彈性敏感元件的機(jī)械特性對(duì)階躍響應(yīng)影響很大。若彈性敏感元件的質(zhì)量較大，其慣性會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)變慢，增加延遲時(shí)間和上升時(shí)間。比如一個(gè)較重的膜片在壓力階躍變化時(shí)，需要更多的時(shí)間來變形，從而使變送器的輸出信號(hào)延遲和緩慢上升。

內(nèi)部電路的時(shí)間常數(shù)和阻尼特性:變送器內(nèi)部的電路，如信號(hào)放大電路、濾波電路等具有一定的時(shí)間常數(shù)和阻尼特性。較大的電路時(shí)間常數(shù)會(huì)使信號(hào)的變化滯后，影響響應(yīng)速度。而阻尼特性決定了輸出信號(hào)是否會(huì)出現(xiàn)振蕩以及振蕩的程度。若阻尼過小，就容易出現(xiàn)較大的超調(diào)量和長(zhǎng)時(shí)間的振蕩;阻尼過大，則可能導(dǎo)致響應(yīng)過于遲緩。

傳感器與介質(zhì)之間的能量傳遞效率:傳感器與被測(cè)介質(zhì)之間的能量傳遞效率也會(huì)影響階躍響應(yīng)。例如，當(dāng)介質(zhì)與傳感器膜片之間存在空氣間隙或者耦合不良時(shí)，壓力的傳遞會(huì)有延遲，使得變送器不能及時(shí)感知壓力的階躍變化。另外，介質(zhì)的粘性等特性也會(huì)影響能量傳遞速度，粘性較高的介質(zhì)可能會(huì)減慢傳感器對(duì)壓力變化的響應(yīng)。

單晶硅式壓力變送器

中科博微單晶硅壓力變送器使用單晶硅壓阻式壓力傳感器，內(nèi)置高分辨率ADC，可以提供最快250ms的階躍影響(不同量程會(huì)有一定差異)，滿足現(xiàn)場(chǎng)更嚴(yán)節(jié)的工況要求。

部分性能指標(biāo)如下:

· 支持HART、FF H1、PROFIBUS PA、PROFIBUS DP協(xié)議最新版本。

· 可通過HART、FF、PA、DP互操作認(rèn)證測(cè)試,

· 壓力種類包括:表壓、絕壓、差壓。

· 最高精度:±0.075%滿量程(20℃，量程比10:1范圍內(nèi))。

· 長(zhǎng)期穩(wěn)定性:±0.2%量程上限/5年。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)接入點(diǎn)

擁有國(guó)內(nèi)第一、國(guó)際第三個(gè)通過國(guó)際認(rèn)證的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議棧，國(guó)內(nèi)第一個(gè)通過國(guó)際認(rèn)證的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表，國(guó)內(nèi)第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)示范應(yīng)用，國(guó)內(nèi)第一個(gè)通過國(guó)際認(rèn)證的功能安全儀表，國(guó)內(nèi)第一個(gè)通過國(guó)際認(rèn)證的無線HART產(chǎn)品等。

中科博微是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域國(guó)家重要科技計(jì)劃項(xiàng)目的主要承擔(dān)單位之一，多年來承擔(dān)了多個(gè)國(guó)家科技重大專項(xiàng)，國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)，智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)等國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目。

公司在技術(shù)能力、技術(shù)成果及技術(shù)儲(chǔ)備方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，擁有一批實(shí)力雄厚的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，為公司產(chǎn)品的持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。