Kalibrering av en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion

Det finns många frågor angående kalibreringen av en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion. Oftast är bekymret med dessa, att kalibreringen vid nollpunkten ofta misslyckas. Det finns en anledning till det, så låt oss ta reda på vad det är. 

För det första, när vi talar om en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion, betyder det att den har en överföring med kvadratroten som överföringsfunktion istället för en linjär överföringsfunktion. När ingångstrycket ändras, ändras utsignalen enligt en kvadratrotsformel. Till exempel, när insignalen är 0 %, är utsignalen 0 % av intervallet, precis som när insignalen är 100 %, är utsignalen 100 %. Men när insignalen bara är 1 % är utsignalen redan 10 %, och när insignalen är 4 % är utsignalen 20 %. Bilden nere till höger förklarar detta grafiskt.

Så när kan man använda den här typen av transmitter? Den används, när du mäter flöde med en differenstrycksgivare. Om du har någon form av strypelement (mätfläns/venturirör osv.) i ditt rör, genereras mer tryck över elementet, ju större flödet är. När flödet växer, växer inte trycket linjärt; den växer med en kvadratisk korrelation.

Om du vill skicka en mA-signal till ditt kontrollrum, använder du en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion som kompenserar för den kvadratiska korrelationen i differenstryckgivaren. Som ett resultat har du en mA-signal som är linjär mot den faktiska flödessignalen. Du kan också använda en linjär trycktransmitter och göra omvandlingsberäkningen i ditt styrsystem; ISO 5167 ger mer vägledning.

Så, hur är det när du börjar kalibrera den här typen av trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion? Du kan naturligtvis kalibrera den på ett normalt sätt genom att applicera ett känt tryck till transmitterns/givarens insignal och mäta mA-utsignalen.

Hur som helst bör du komma ihåg att utsignalen inte ändras linjärt när insignaltrycket ändras. Istället växer mA-utgången enligt överföring med kvadratroten som överföringsfunktion. Det betyder att, i början, när du är på noll insignal och du har 4 mA utsignal, är överföringsfunktionen väldigt brant. Även den minsta förändringen i trycket kommer att göra att utsignalen förändras mycket. Jag har illustrerat detta i den enkla bilden nedan. Den gröna kurvan visar överföringsfunktionen för en sändare med kvadratroten som överföringsfunktion, och den gråa linjen visar funktionen hos en linjär sändare. Det betyder att om insignalens tryckmätning fluktuerar, bara en eller några siffror, bör utsignalen ändras ganska mycket för att felet ska bli noll. Om de uppmätta värdena fluktuerar, är det således nästan omöjligt att i praktiken göra nollpunkten till en "godkänd"-kalibreringspunkt inom den tillåtna toleransen.

Så vad ska man göra? För att kalibrera bör du helt enkelt flytta den första kalibreringspunkten lite högre än 0 % av insignalsområdet. Om den första kalibreringspunkten ligger på 5–10 % av insignalsområdet är du redan utanför den brantaste delen av kurvan, och du kan få rimliga avläsningar och felberäkningar. Naturligtvis kalibrerar du inte nollpunkten, men din process körs normalt inte heller vid nollpunkten.

Hur beräknar man utsignalen?

Använd ekvationen nedan för att beräkna vad utsignalen ska vara vid en given insignal: