過程參數檢測概述

1、1第第3 3章章 過程參數的檢測過程參數的檢測 23被測變量傳感器參數檢測的基本過程被測對象變送器顯示裝置4ixtxitxx 0ixx 0ixx 1100%tx20100%x3maxmin100%xx5maxmaxmin100%xx最大絕對誤差量程61.51.075*100%1.25%4000 0.5*100%1.25%400 89被測變量儀表輸出理論實際maxmax100f測量范圍上限測量范圍下限10被測變量儀表輸出下行程上行程maxmax100測量范圍上限測量范圍下限變差111213dSCd14t0tAB001()ttRRtt15lRA1617yminymax0(xmin)xmaxyxmi

2、nmaxminminmaxmin()xxyyyyxx18x測量部分Ki模擬式變送器的組成模擬式變送器的組成 ：zi放大器Koy反饋部分Kfzf+minmaxminminmaxmin()xxyyyyxx零點調整零點遷移+z0關鍵環(huán)節(jié)關鍵環(huán)節(jié)： minyKxy 19當滿足KoKf1的條件時 ffiKzxKKy0?y xKiziKoyKfzf+z0011iooofofK KKyxzK KK K0iooofofK KKyxzK KK K20ffiKzxKKy00min()iffKzyxxKK 0min()iifffKzKyxxKKK minmaxxxx，如果，ymin，ymax 與xmin，xmax

3、，如何調整？1.調整調整Ki、Kf可以改變線性關系的斜率，調試會影響零點可以改變線性關系的斜率，調試會影響零點2.調整調整z0可以改變零點，同時也會引起線性關系的平移可以改變零點，同時也會引起線性關系的平移minyifKyxK21x檢測元件A/D轉換CPU通信電路數字信號存儲器一般形式一般形式x檢測元件A/D轉換CPU通信電路FSK信號存儲器D/A轉換Frequency shift keying采用采用HART協(xié)議通信方式協(xié)議通信方式22數字式變送器軟件部分數字式變送器軟件部分包括包括: A/D采樣程序采樣程序 量程轉換程序量程轉換程序 工程量變換程序工程量變換程序 濾波程序濾波程序 誤差校正

4、程序誤差校正程序 D/A輸出程序輸出程序 通訊程序通訊程序 輔助功能程序輔助功能程序23零點調整和零點遷移零點調整和零點遷移 線性化線性化 變送器信號傳輸方式變送器信號傳輸方式 量程調整量程調整 24量程調整相當于改變變送量程調整相當于改變變送器的輸入輸出特器的輸入輸出特性的斜率，也就性的斜率，也就是改變是改變變送器輸變送器輸出信號出信號y與輸入與輸入信號信號x之間的比之間的比例系數例系數 xyxminxmaxyminymax使變送器的輸出信號上限值使變送器的輸出信號上限值ymax與測量范圍的上限值與測量范圍的上限值xmax相對應相對應 25改變反饋部分的反饋系數改變反饋部分的反饋系數Kf 改

5、變測量部分轉換系數改變測量部分轉換系數Ki 軟件實現軟件實現 模擬式變送器模擬式變送器數字式變送器數字式變送器 Kf Ki 量程量程 量程量程 ffiKzxKKy026零點調整的方法零點調整的方法模擬變送器：調模擬變送器：調Z0數字變送器：軟件數字變送器：軟件使變送器的輸出信號下限值使變送器的輸出信號下限值ymin與測量范圍的下限值與測量范圍的下限值xmin=0相對應相對應 xy0 xmaxyminymaxffiKzxKKy027使變送器的輸出信號下限值使變送器的輸出信號下限值ymia與測量范圍的下限值與測量范圍的下限值xmin相對應，相對應，在在xmin=0時，稱為零點調整，在時，稱為零點調

6、整，在xmin0時，稱為零點遷移時，稱為零點遷移 當測量的起始點由零變?yōu)槟骋徽?，稱為正遷移；當測量的起始點由零變?yōu)槟骋徽?，稱為正遷移；當測量的起始點由零變?yōu)槟骋回撝?，稱為負遷移當測量的起始點由零變?yōu)槟骋回撝担Q為負遷移 零點調整使變送器的測量起始點為零零點調整使變送器的測量起始點為零零點遷移是把測量的起始點由零遷移到某一數值零點遷移是把測量的起始點由零遷移到某一數值:xminxyxmaxyminymax0 xmaxxminxmax零點遷移的方法零點遷移的方法模擬變送器：調模擬變送器：調Z0數字變送器：軟件數字變送器：軟件28原因原因：傳傳感器組件的輸出信號與被測參數之間往往存在著非線性關系

7、感器組件的輸出信號與被測參數之間往往存在著非線性關系非線性補償方法非線性補償方法: 1.使反饋部分與傳使反饋部分與傳感器組件感器組件具有相同的非線性特性具有相同的非線性特性 2.使測量部分與傳感器組件具有相反的非線性特性使測量部分與傳感器組件具有相反的非線性特性非線性補償方法非線性補償方法: 軟件實現軟件實現 2930二根導線同時傳送變送器所需的電源和輸出電流二根導線同時傳送變送器所需的電源和輸出電流信號信號 二線制二線制 四線制四線制供電電源和輸出信號分別用二根導線傳輸供電電源和輸出信號分別用二根導線傳輸 RL四線制四線制變送器變送器Io電源二線制二線制變送器變送器RLErrIo31節(jié)省連接

8、電纜、有利于安全防爆和抗干擾節(jié)省連接電纜、有利于安全防爆和抗干擾 二線制優(yōu)點：二線制優(yōu)點： 32HARTHART（Highway Addressable Remote TransducerHighway Addressable Remote Transducer）協(xié)議是一種過渡）協(xié)議是一種過渡性協(xié)議，它采用性協(xié)議，它采用FSKFSK（鍵控頻移）技術，在（鍵控頻移）技術，在4 420mA20mA過程測量模擬信過程測量模擬信號上疊加了一個頻率信號，使模擬信號與數字雙向通訊能同時進行，號上疊加了一個頻率信號，使模擬信號與數字雙向通訊能同時進行，即即在一條電纜上同時傳輸在一條電纜上同時傳輸4 420m

9、A20mA的模擬信號和數字信號，的模擬信號和數字信號，互不干擾?；ゲ桓蓴_。我國目前工業(yè)現場中我國目前工業(yè)現場中4 420mA20mA標準的模擬儀表仍大量存在，標準的模擬儀表仍大量存在，HARTHART協(xié)議協(xié)議起到了起到了的作用，在我國得到了廣泛的應用。的作用，在我國得到了廣泛的應用。HART通訊協(xié)議通訊協(xié)議 :物理層物理層 數據鏈路層數據鏈路層 應用層應用層 HART通信協(xié)議是依照國際標準化組織通信協(xié)議是依照國際標準化組織(ISO)的開放式系統(tǒng)互連的開放式系統(tǒng)互連(OSI)參參考模型，簡化并引用其中三層：考模型，簡化并引用其中三層： 這種被稱為可尋址遠程傳感高速通道最早由這種被稱為可尋址遠程傳感高速通道最早由Rosemount公司開發(fā)并得公司開發(fā)并得到到80多家著名儀表公司的支持多家著名儀表公司的支持 ,于于 1 993年成立了年成立了HART通信基金會。通信基金會。33物理層規(guī)定了信號的傳輸方法和傳輸介質物理層規(guī)定了信號的傳輸方法和傳輸介質傳送速率為傳送速率為1200 bit/sbit/s FSKFSK信號相位連續(xù)，均值信號相位